В ЮФУ выявили общие особенности устройства всех малых и средних вирусных оболочек
Изучение структурной организации белковых вирусных оболочек (капсидов) важно для разработки новых противовирусных стратегий. Более того, капсиды, не содержащие вирусный геном, имеют множество перспективных применений в качестве наноконтейнеров и, в частности, могут использоваться в адресной доставке лекарств. Предложенная теория позволила выяснить общие закономерности устройства всех известных существующих икосаэдрических вирусных оболочек малого и среднего размера.
Более 50 лет назад советский физик-теоретик Л. Д. Ландау высказал идею о том, что кристаллизацию и фазовые переходы в веществе можно рассматривать как появления или исчезновения некоторых волн плотности, которые называются критическими. Эти волны порождают интерференционные картины, которые в конечном счете и определяют структуру вещества. В повседневной жизни мы тоже можем видеть интерференцию, например в мыльных пузырях или в пленке бензина, растекшегося на поверхности воды – это именно то яркое радужное окрашивание поверхности, которое изумительно переливается на свету. Как выяснили ученые Физического факультета ЮФУ, в природе реализуются лишь те вирусные оболочки, которые соответствуют простейшим интерференционным картинам возможным на сфере.
Сборка белковых вирусных оболочек из отдельных белков или заранее собранных в растворе их комплексов во многом подобна процессу кристаллизации. Пользуясь подходом Ландау, ученые объяснили, почему маленькие вирусные оболочки собираются из отдельных белков, а оболочки среднего размера – из их симметричных групп (пентамеров и гексамеров). Также стало понятно почему размеры белковых оболочек, собирающихся из пентамеров и гексамеров являются ограниченными.
«Мы предложили новую феноменологическую теорию, которая описывает структуры как малых, так и средних вирусных оболочек с икосаэдрической симметрией. В рамках этой теории мы впервые рассматриваем индивидуальные белки как протяженные структурные единицы, фактически учитывая их удлиненную хиральную форму. Саму самосборку вирусных оболочек мы описываем как конденсацию минимального числа волн плотности на сферической поверхности.
Как мы показали, для описания структурной организации малых вирусных оболочек достаточно задать две критические волны плотности: первая волна определяет пространственное положение отдельных белковых молекул, а вторая – их ориентацию. Средние вирусные оболочки в отличие от малых всегда состоят из пентамеров и гексамеров (называемых капсомерами), которые изначально собираются из индивидуальных белков. Анализируя все известные капсиды средних вирусов, мы обнаружили, позиции капсомеров в таких оболочках описываются комбинациями из максимум двух критических волн плотности», – рассказал руководитель проекта, профессор кафедры «Нанотехнология» Физического факультета ЮФУ Сергей Рошаль.
Таким образом, предложенная теория позволила выявить общие особенности устройства всех известных существующих вирусных оболочек малого и среднего размера. Оказалось, что с точки зрения теории кристаллизации Л. Д. Ландау эти оболочки являются простейшими структурами. Волны плотности на сфере описываются хорошо известными физикам и математикам функциями — сферическими гармониками, а простота вирусных оболочек заключается в том, что соответствующие интерференционные картины образуются гармониками, характеризуемыми максимум парой соседних волновых чисел. Принцип простоты также позволил объяснить наблюдаемое в природе ограничение на предельный размер вирусных оболочек, самособирающихся из пентамеров и гексамеров.
Авторы исследования утверждают, что изучение структурной организации вирусных капсидов важно для разработки новых противовирусных стратегий. Более того, капсиды, не содержащие вирусный геном, имеют множество перспективных применений в качестве наноконтейнеров и, в частности, могут использоваться в адресной доставке лекарств и для других бионанотехнологий. Результаты исследования, поддержанные грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.
Telegram 
Дзен 
VK Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.
Расположенный на Гавайях щитовой вулкан Килауэа считается одним из наиболее активных действующих вулканов. Гавайская вулканическая обсерватория Геологической службы США ожидает, что 55-й эпизод фонтанирования лавы может произойти уже сегодня.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Особо чистый германий — полупроводниковый материал с минимальным содержанием примесей, который активно используют в ядерной физике, медицине и оборонной промышленности. Российские ученые предложили новую технологию, позволяющую получить монокристаллы германия особой чистоты.
Артем Оганов стал иностранным членом Национальной академии наук Республики Армении. В прошлом этой чести также удостоился физик Юрий Оганесян.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно