Die kochenden, sauren Bedingungen der heißen Quellen des Yellowstone-Vulkans mögen wie ein Ort erscheinen, an dem Leben unmöglich ist, aber überraschenderweise gedeiht es dort. In diesen Quellen hat sich ein mikrobielles Ökosystem entwickelt, einschließlich Viren, die Bakterien, Archaeen und Algen befallen.
Die Aufmerksamkeit vieler Weltmedien wird auf den Yellowstone-Vulkan gelenkt. Internet-Suchmaschinen sind voller Redewendungen: Yellowstone-Nachrichten, Yellowstone-Vulkan heute, Yellowstone-Vulkan heute, Yellowstone 2018 usw.
Die Entdeckung amerikanischer Wissenschaftler vor dem Hintergrund des aufkommenden Interesses an der Aktivierung des Vulkans blieb fast unbemerkt, kann jedoch eine große Rolle im Kampf gegen schwere und tödliche Krankheiten spielen.
Neue Forschungen, die extreme Viren untersuchen, haben gezeigt, wie sie diese Zustände tragen und können dazu beitragen, Nanobots zu entwickeln, die Medikamente an Krebsgewebe abgeben.
Die in Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlichte Studie konzentriert sich auf das Schwefelbakterium Acidianus. Es gibt drei gebräuchliche Formen für Viren: kugelförmig, zylindrisch oder Zitrone. Obwohl die Strukturen der ersten beiden gut untersucht wurden, ist die Konstruktion von Zitronenviren noch weniger bekannt.
Acidianus fällt in diese letztere Kategorie, was bedeutet, dass die Forscher durch die Untersuchung eines Virus, das sich gut in die heißen Quellen von Yellowstone eingebettet hat, eine völlig neue Art und Weise entdecken konnten, wie Viren bei der Erzeugung von Partikeln und der Interaktion mit Wirtszellen wirken.
„Wir haben uns seit vielen Jahren mit den Prinzipien des Aufbaus zylindrischer und sphärischer Viren befasst, aber dies ist das erste Mal, dass wir wirklich verstehen, wie eine dritte Klasse von Viren hergestellt wird“, erklärt Co-Autor Martin Lawrence in einer Erklärung.
Die Fähigkeit, diese Infektionserreger zu untersuchen, wurde durch die Entwicklung der Kryoelektronenmikroskopie, die eine Revolution unter den Mikrobiologen auslöste, erheblich erleichtert. Die neue Bildgebungstechnologie, die 2017 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet wurde, ermöglicht es Wissenschaftlern, nicht nur Proteine und Strukturen darzustellen, sondern auch die einzelnen Atome, aus denen sie bestehen, berichtet vnauke.in.ua
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Für diese neueste Studie ermöglichte die Methode - kombiniert mit der Röntgenkristallographie - dem Wissenschaftlerteam, genau zu bestimmen, wie die Acidianus-Schale hergestellt wird. "Wir verstehen jetzt, wie sich diese dritte Art von Virushülle zusammensetzt und welchen dynamischen Prozess sie verwendet, um die darin enthaltene DNA zu übertragen und schließlich auszuwerfen", sagt Lawrence. "Dieses Verständnis kann möglicherweise für technologische Zwecke angepasst werden."
Das Acidianus-Virus macht einen "bemerkenswerten Übergang" von der Zitronenform zu langen, dünnen Zylindern, da es mit Wirtszellen über eine Struktur interagiert, die Lawrence als mit Seilen gebundene Ziegel beschreibt. Dadurch kann der Virus bei Bedarf schnell seine Form ändern. Wenn die sogenannten Seile nebeneinander gleiten, "senden sie DNA vom Virus an die Zelle, die das Virus infiziert".
Die Forscher glauben, dass das Verständnis, wie Viren diese formverändernden Bewegungen steuern und wie sie ihre DNA unter solch extremen Bedingungen injizieren, von unschätzbarem Wert für die Entwicklung von Nanobots sein wird, die Medikamente an bestimmten Abgabestellen genau injizieren.