Virus adalah kecil. Benar-benar kecil. Ada yang 1, 000 kali lebih kecil daripada diameter rambut manusia. Sebaik sahaja mereka menyerang dan melekat pada sel, mereka cenderung bergerak dengan perlahan, yang membolehkan mereka melihatnya di bawah mikroskop elektron. Tetapi sebelum itu, apabila mereka sendiri, mereka hanya sedikit potongan bahan genetik dalam mantel protein, memecahkan corak yang tidak menentu, menjadikannya hampir mustahil untuk dijejaki. Ini telah lama menjadi masalah bagi ahli-ahli virologi, yang ingin mengesan virus untuk lebih memahami perilaku mereka.
Kandungan Terkait
- Lendir Katak ini Membunuh Virus Flu
- Cuba Tidak Dapatkan Sakit? Sains Kata Anda Mungkin Melakukannya Salah
Sekarang, para penyelidik di Duke University telah mengembangkan satu cara untuk melakukannya - menonton virus yang tidak ditransmisikan bergerak dalam masa nyata. "Cam virus" ini boleh memberikan gambaran tentang bagaimana virus memecah masuk ke dalam sel, yang berpotensi menimbulkan cara baru untuk mencegah jangkitan.
"Apa yang kita cuba lakukan adalah memikirkan bagaimana virus bertindak sebelum mereka berinteraksi dengan sel atau tisu, jadi kita berpotensi mencari cara baru untuk mengganggu proses jangkitan, " kata Kevin Welsher, ahli kimia yang mengetuai penyelidikan. Penemuan baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Optics Letters .
Satu video oleh cam virus mewakili jalan lentivirus, sebahagian daripada sekumpulan virus yang menyebabkan penyakit maut pada manusia, kerana ia bergerak melalui penyelesaian air garam, perjalanan di kawasan yang hampir tidak lebih luas daripada rambut manusia. Perubahan warna dalam video mewakili peredaran masa - biru pada mulanya, bergerak ke merah pada akhir.
Imej ini menunjukkan laluan 3-D dari lentivirus individu yang bergerak melalui penyelesaian garam-air. Warna mewakili masa (biru terawal, merah adalah terkini). (Duke University) Tingkah laku virus yang tidak terlatih adalah "jenis wilayah yang belum diterokai, " kata Welsher. Dia mengibaratkan cuba menonton virus yang tidak terikat dalam tindakan untuk mengejar mengejar kereta berkecepatan tinggi dengan satelit.
"Virus anda adalah kereta kecil, dan anda mengambil imej satelit dan menyegarkannya secepat mungkin, " katanya. "Tetapi anda tidak tahu apa yang berlaku di antara, kerana anda dibatasi oleh kadar penyegaran anda."
Cam virus lebih seperti helikopter, katanya. Ia sebenarnya boleh mengunci kedudukan virus dan menontonnya secara berterusan. Kamera ini dibina oleh penyelidik pasca doktoral Duke Shangguo Hou, yang menggunakan mikroskop untuk menggunakan laser untuk mengesan virus itu supaya dapat dilihat oleh platform mikroskop, yang direka untuk bertindak balas dengan cepat kepada maklum balas optik dari laser.
Cam virus itu menarik kerana ia boleh mengunci kedudukan virus itu, kata Welsher, tetapi sekarang ini sahaja. Melanjutkan analogi mengejar kereta, dia menyamakan cam virus ke helikopter yang mengikuti kereta tetapi tidak dapat melihat mana-mana persekitarannya - jalan, bangunan, kereta lain. Langkah seterusnya adalah untuk melangkah lebih jauh hanya untuk menjejaki kedudukan virus untuk cuba memahami persekitarannya. Welsher dan pasukannya ingin mengintegrasikan cam virus dengan pengimejan 3D permukaan sel, untuk melihat bagaimana virus berinteraksi dengan sel sebelum cuba menembusi mereka.
Ini bukan kali pertama penyelidik telah menangkap zarah-zarah individu yang bergerak dalam masa nyata. Tiga tahun yang lalu, ketika di Princeton, Welsher sendiri mengembangkan satu cara untuk mengesan sebuah manik-manik fluoresen seperti virus yang terbuat dari nanopartikel plastik yang bergerak ke dalam membran sel.
Virus lebih sukar dijejaki daripada manik kerana, tidak seperti manik-manik, virus tidak melepaskan sebarang cahaya dengan sendirinya. Virus penandaan dengan zarah pendarfluor membuat virus lebih mudah untuk dilihat, tetapi zarah-zarah tersebut jauh lebih besar daripada virus sendiri yang mungkin mengganggu cara virus bergerak dan menjangkiti sel, menurut Welsher. Mikroskop baru, kerana maklum balas optik yang disediakan oleh laser, dapat mengesan cahaya yang sangat lemah yang diberikan oleh protein neon-neon kecil, yang jauh lebih kecil daripada virus. Jadi Welsher dan pasukannya memasukkan protein pendarfluor kuning ke dalam genom virus untuk membolehkannya dijejaki tanpa mengubah cara ia bergerak.
Para saintis juga mempunyai cara lain untuk mengesan perkara yang sangat kecil. Satu pasukan menggunakan algoritma untuk mengesan virus, melatih mikroskop mereka di mana algoritma meramalkan virus akan. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, penyelidik British juga membangun mikroskop optik yang sangat sensitif yang dapat melihat struktur sekecil 50 nanometer di seluruh, sekecil virus. Ini membolehkan mereka melihat virus menjalankan kerja mereka di dalam sel-sel hidup, sedangkan mikroskop elektron hanya boleh digunakan untuk mati, sel khusus disediakan.
Sekali ahli kimia memahami lebih lanjut mengenai bagaimana virus berinteraksi dengan sel-sel, ahli-ahli virologi dan ahli biologi molekul boleh terlibat untuk melihat bagaimana kelakuan mereka mungkin dimanipulasi, mungkin menghentikannya sebelum mereka menjangkiti sel yang sihat.
"Senario yang ideal adalah kita mendedahkan beberapa wawasan yang boleh dilakukan, " kata Welsher.
