Hangzhou Üniversitesi, Westlake Üniversitesi ve Tsinghua Üniversitesi’nden biliminsanları, SARS-CoV-2 olarak adlandırılan koronavirüs tarafından enfekte edilen bir insan hücresini enfeksiyonun ilk aşamalarında izleyerek sürecin yüksek çözünürlüklü görüntüsünü elde etti. Science dergisinde yayınlanan makalelerinde ekip, görüntünün nasıl elde edildiğini ve bize ne anlattığını ifade ediyor.

Mevcut salgını, Dünya Sağlık Örgütü tarafından COVID-19 olarak adlandırılan salgın hastalığın yayılması olarak tanımlıyoruz. COVID-19 hastalığına neden olan virüs ise SARS-CoV-2 olarak adlandırıldı. Virüs yayılımını sürdürürken, dünyanın dört bir yanından biliminsanları da virüse karşı bir aşı geliştirmek için SARS-CoV-2 virüsünü daha iyi anlamaya çalışıyor. Çin’deki biliminsanları da bu amaçla çalışmalarını sürdürüyor. Konuya ilişkin olarak Çin’de çalışma yürüten bir ekip, enfeksiyonun ilk aşamalarında olan bir virüsün görüntüsünü elde etti. Söz konusu çalışma, Austin’de bulunan Teksas Üniversitesi ve Ulusal Sağlık Enstitüleri’nden (NIH) araştırmacıların yer aldığı son çalışmalardan birinden yola çıkılarak yapıldı. Virüs üzerinde bulunan spike proteininin, insanlardaki ACE2 genine 2003’teki SARS salgınında hastalık etmeni olan virüsten daha sıkı bağlandığını buldular.

Spike proteini olarak adlandırılan yapı, virüsün konakçı olarak seçilen hücreye erişiminin sağlanması için “kapıyı açan” bir anahtar gibi işler. Şubat ayında yayınlanan bir çalışmada SARS-CoV-2 virüsünün spike proteininin SARS virüsünden 10-20 kat daha yüksek bağlanma gücüne sahip olduğu belirtildi. Biliminsanları SARS-CoV-2’nin (son salgının etmeni olan virüs), SARS’tan (2003’teki salgının etmeni olan virüs) çok daha “yapışkan” olduğunu ifade ediyor.

Virüsün bağlanma mekanizmasına ilişkin yeni bir çalışmaya imza atan biliminsanları, enfeksiyonun ilk aşamalarında olan SARS-CoV-2 virüsünün ACE2 genine bağlanmasını gösteren görüntüleri yakalamak için kriyoelektron mikroskopisi metodunu kullandılar.

ACE2 geni tarafından sentezlenen protein, antiyotensin adı verilen bir hormonun aktif hale getirilmesinde görevli olan bir enzimdir. Kalpte, bağırsaklarda, böbreklerde ve en önemli çalışma noktalarından biri olan akciğerlerde işlev görür. Geçmiş dönemlerde yapılan çalışmalar ACE2 proteininin SARS virüsü gibi pek çok virüs tarafından hedef alındığını ortaya koymuştur. Ayrıca amino asitlerin hücre zarı boyunca taşınmasında da iş gören ACE2 enzimi, bu önemli işlevi nedeniyle viral enfeksiyonlarda hedef alınan moleküllerden biridir.

SARS-CoV-2 virüsüne ilişkin yeni görüntüler elde etmek isteyen biliminsanları çalışmayı başlatmak için yüksek konsantrasyonlu ACE2 proteini, yüksek konsantrasyonlu başka bir protein ve canlı virüs içeren bir çözelti oluşturdu. Ardından araştırmacılar örnekleri hızlı bir şekilde dondurdu ve oluşan yapıyı incelemek için kriyoelektron mikroskopisini devreye soktu. Çalışmanın sonucunda söz konusu yapıya ilişkin iki boyutlu çok sayıda görüntü elde edildi. Biliminsanları iki boyutlu görüntüleri kullanarak virüsün bağlanma mekanizmasına ilişkin üç boyutlu görüntüleri elde etmiş oldu.

Çeviren: Günseli Kırgıl

Bilim ve Gelecek / 10.03.20