Bir Virüsü Saldırısından Hemen Önce İzleyin
Davetsiz misafir, içeri adım atmadan önce bir giriş noktası arayarak hedefini kovalıyor. Bu davetsiz misafir, tipik bir hırsız değil. Bu bir virüs.
Saniyede 1.000 kez tam olarak konumu belirlenerek, iki buçuk dakikadan fazla çekilen görüntüler, sıkıca paketlenmiş insan bağırsak hücreleri arasında salınıp sallanırken, bir kum tanesinden binlerce kez daha küçük olan küçük bir virüs parçacığını gösteriyor.
Kısacık bir an için virüs bir hücreyle temasa geçer ve yüzeyi boyunca süzülür, ancak yeniden sıçramadan önce yapışmaz. Johnson, eğer bu gerçek bir ev hırsızlığı olsaydı, “bu, hırsızın henüz camı kırmadığı kısım olurdu” diyor.
Mikroskobik bir video, insan bağırsak hücrelerinin (yeşil) yüzeyine yolunu bulan bir virüsü (mor iz) gösterir.
Kaynak: Welsher laboratuvarı, Duke Üniversitesi
Duke Üniversitesinden Johnson ve ekibi virüslerin hücresel hedeflerine yaklaşırken gerçek zamanlı 3D görüntülerini yakalamanın bir yolunu buldular.
Her gün milyonlarca virüsü soluyoruz, yutuyoruz ve alıyoruz. Çoğu zararsızdır, ancak bazıları -grip veya COVID-19’a neden olan virüsler gibi bizi hasta edebilir.
Enfeksiyon, bir virüs bir hücreye bağlandığında ve hücreye girdiğinde başlar, burada hücre mekanizmasını kendi kopyalarını oluşturmak için ele geçirir. Ancak Johnson, içeri girmeden önce bir virüsün hücreye ulaşması gerektiğini söyledi.
Bu genellikle, vücudun enfeksiyona karşı ilk savunma hatlarından biri olan solunum yollarını ve bağırsakları kaplayan koruyucu hücre ve mukus tabakasından geçmek anlamına gelir.
Araştırmacılar, virüslerin bu cephe savunmalarını nasıl ihlal ettiğini anlamak istediler.
“Virüsler bu karmaşık engelleri nasıl aşıyor?”
Enfeksiyonun başlamasından önceki bu kritik erken anların, mevcut mikroskopi yöntemleriyle izlenmesi imkansız değilse de uzun süredir zor olduğunu düşünülüyordu.
Bunun bir nedeni, virüslerin hücrenin dışındaki sınırlandırılmamış alanda, kalabalık iç kısmına kıyasla iki ila üç büyüklük sırası daha hızlı hareket etmesidir. Görüntüleme açısından işleri daha da karmaşık hale getirmek için virüsler, enfekte oldukları hücrelerden yüzlerce kat daha küçüktür.
Johnson, “İşte bu yüzden bu, incelenmesi çok zor bir problem” dedi. Mikroskop altında, “Sanki bir gökdelenin önünde duran bir kişinin fotoğrafını çekmeye çalışıyorsunuz. Bir gökdelenin tamamını alıp önündeki kişinin detaylarını tek bir fotoğrafla göremezsiniz.”
Bu nedenle ekip, temelde iki mikroskobu bir arada birleştiren 3D İzleme ve Görüntüleme Mikroskobu (3D-TrIm) adlı yeni bir yöntem geliştirdi. İlk mikroskop, hızlı hareket eden virüse “kilitlenir”, konumunu hesaplamak ve güncellemek için bir lazeri virüsün etrafında saniyede on binlerce kez süpürür. Virüs hücrenin çorbamsı dış yüzeyinde sıçrayıp yuvarlanırken, mikroskop aşaması onu odakta tutmak için sürekli olarak ayarlanır.
İlk mikroskop virüsü takip ederken, ikinci mikroskop çevreleyen hücrelerin 3 boyutlu görüntülerini alır. Welsher, birleşik etkinin, Google Haritalar ile navigasyona benzer olduğunu söyledi: sadece sürüş sırasında mevcut konumunuzu göstermekle kalmıyor, aynı zamanda araziyi, önemli noktaları ve arazinin genel yerleşimini de 3D olarak gösteriyor.
Johnson, “Bazen bu çalışmayı sunduğumda insanlar ‘bu bir video oyunu mu yoksa simülasyon mu?’ diye soruyorlar” dedi. “Hayır, bu gerçek bir mikroskoptan gelen bir şey.”
Araştırmacılar, yöntemleriyle, örneğin, sağlıklı bir kişinin, enfekte bir kişinin öksürüğü veya hapşırmasından virüs parçacıklarını solumasını izleyemezler. Birincisi, bir virüsü takip edebilmeleri için özel bir floresan etiketi yapıştırmaları gerekiyor. Şu anda bir virüsü, kararmadan önce bir seferde yalnızca birkaç dakika izleyebilirler.
Exell, “Şu anda bizim için en büyük zorluk, daha parlak virüsler görüntülemektir.” dedi.
Ancak Welsher, tekniğin, virüslerin lamellerin ötesinde ve enfeksiyonların ilk ortaya çıktığı daha gerçekçi doku benzeri ortamlarda eylem halindeki virüsleri takip etmeyi mümkün kılacağını umduğunu söyledi.
Kaynak: https://phys.org
Derleyen: Figen Berber