Domů     Českým vědcům se podařil průlomový objev v oboru virologie
Českým vědcům se podařil průlomový objev v oboru virologie
30.12.2021

Tým vědců pod vedením Roberta Váchy z institutu CEITEC Masarykovy univerzity (MU) si připisuje na své konto další důležitý objev.

Vědci zkombinovali své know-how v oboru virologie a počítačových simulací a podařilo se jim popsat, jak probíhá uvolňování genetické informace z virových částic.

Všechny simulace a jejich analýzy vedoucí k tomuto objevu provedl talentovaný doktorand Lukáš Sukeník z výzkumné skupiny Roberta Váchy. Foto: CEITEC
Všechny simulace a jejich analýzy vedoucí k tomuto objevu provedl talentovaný doktorand Lukáš Sukeník z výzkumné skupiny Roberta Váchy. Foto: CEITEC

Popsali hned několik způsobů uvolňování virového genomu a dokázali určit, jak vlastnosti virových částic určují způsob uvolňování.

Viry na denní bázi

V dnešní době myslíme na viry téměř denně. Zajímáme se ale zejména o symptomy virových infekcí, které nás trápí, když máme chřipku, rýmu nebo třeba covid-19. Vědci se ale nejvíce zajímají o to, co se děje v našem těle, když vir zaútočí.

Když potřebujeme porazit nepřítele, musíme přesně vědět, jakým způsobem útočí. Na buněčné úrovní se virová infekce projevuje množením viru v napadených buňkách, jejich smrtí a následnou infekcí zdravých buněk.

Pro začátek virové infekce musí viry nejprve proniknout do buněk a v nich uvolnit svou genetickou informaci.

Za dalšími důležitými experimenty, které pochází z výzkumné skupiny strukturní virologie Pavla Plevky, stojí Liya Mukhamed, Michaela Procházková a Karel Škubník. Foto: CEITEC
Za dalšími důležitými experimenty, které pochází z výzkumné skupiny strukturní virologie Pavla Plevky, stojí Liya Mukhamed, Michaela Procházková a Karel Škubník. Foto: CEITEC

Výzkumný tým z centra CEITEC se zaměřil na popis průběhu uvolňování genetické informace (genomu/RNA) z virových částic a na to, jak vlastnosti virových částic určují způsob uvolňování.

Experimentálně zachycené struktury tohoto procesu, které byly známy doposud, naznačovaly různé způsoby uvolňováni genomu z viru. Nebylo ale jasné, proč různé viry uvolňují svůj genom různými způsoby a jakými mechanismy toho dosahují.

Kde je genom?

Z počátku vědci předpokládali, že virová genetická informace uniká pomalu skrze mezery v ochranném obalu zvaném virová kapsida. Ovšem existují i kapsidy bez mezer, které přesto umožňují uvolnění genetické informace.

„Naše nedávné výsledky ukázaly, že virové kapsidy se mohou rozevřít, a genom by tak mohl unikat rychle.

V této publikaci jsme ukázali, že obě cesty jsou možné a podařilo se nám objasnit, jak fyzikální vlastností kapsidy určí, který ze způsobů uvolňování genomu z viru bude ten hlavní,“ popisuje první autor studie Lukáš Sukeník z výzkumné skupiny Roberta Váchy.

Tento výzkum byl financován Grantovou agenturou České republiky a projekty podporovanými Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy. Foto: CEITEC
Tento výzkum byl financován Grantovou agenturou České republiky a projekty podporovanými Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy. Foto: CEITEC

Pokud pochopíme, jak se genom uvolňuje z viru na molekulární úrovni, můžou jiné výzkumné týmy tento poznatek využít k vývoji antivirotik. Například takových, které by přichycením na virovou kapsidu zabránily nebo ztížily uvolnění virového genomu do buněk.

Navíc lze tyto znalosti využít i při cílené dopravě nových léčiv do buněk pomocí kapsid podobných virům, které by mohly zvýšit účinnost léčiva a zároveň snížit jeho vedlejší účinky,“ objasňuje Robert Vácha význam svého objevu pro společnost.

Unikátní poznatky

Tyto poznatky získal výzkumný tým díky kombinaci počítačových simulací a technologie kryo-elektronové mikroskopie. Výzkumná skupina Pavla Plevky zajistila pomocí elektronového mikroskopu unikátní snímky virů přesně v momentu úniku jejich genomu.

„Elektronové mikroskopy však nedokážou zachytit dynamiku uvolnění genomu z viru,“ vysvětluje strukturní virolog Pavel Plevka, jehož výzkumná skupina se na objevu podílela.

Výsledky jejich výzkumu uveřejnil odborný časopis Americké chemické společnosti (American Chemical Society) ACS Nano (IF 15.8). Foto: CEITEC
Výsledky jejich výzkumu uveřejnil odborný časopis Americké chemické společnosti (American Chemical Society) ACS Nano (IF 15.8). Foto: CEITEC

Proto jsme vyvinuli nový počítačový model viru na základě struktur určených elektronovou mikroskopií.

Následné simulace uvolnění genomu doplnily snímky z elektronového mikroskopu o časový průběh, a navíc odhalily různé možné způsoby otevření virové kapsidy.

Díky změnám v modelu kapsidy jsme určili vliv různých fyzikálních vlastností kapsidy na způsob úniku genetické informace,“ doplňuje Robert Vácha.

Foto: Úvodní foto: CEITEC
reklama
Související články
Věda a technika
Rorschachův test: Osobnost vepsaná do skvrn
Psycholog obrátí další kartu. „To jsou ženské plavky.“ Klient zaboří zrak do obličeje naproti. Odpověděl dobře? Nevyčte ale nic. „A tohle je socha jelena,“ chrlí klient první dojem z další karty. Je jedním z nejméně šesti milionů lidí na celém světě, kteří mají test za sebou.     V kabele do školy v severošvýcarském Schaffhausenu […]
Věda a technika
Cesta k proslulým motorkám začala u ručních granátů
Jak se zrodila Jawa? Každý si pod tímto slovem představí motocykly, ale tak jednoduché to nebylo. Možná vás tolik nepřekvapí, že na začátku byla zbrojní výroba. Podnikatel František Janeček (1878–1941) vyrábí v roce 1922 ve své pražské zbrojovce ruční granáty. Autorem jejich konstrukce je přitom on sám. Kromě toho se soustředí také na produkci kulometů. Brzy […]
Věda a technika
Měsíc: Ráj pro těžaře!
Dlouhou dobu byl Měsíc pro lidstvo jen na míle vzdálenou stříbrnou koulí na obloze. Jenže pak Neil Armstrong 21. července 1969 udělá „malý krok pro člověka, ale velký skok pro lidstvo“ a od té chvíle začne být tato jediná známá přirozená družice Země vcelku lákavou destinací. K tomu, aby se na Měsíc přestěhoval člověk natrvalo, vede […]
Věda a technika
Podzimní rovnodennost: Nejmagičtější okamžik roku!
Poznačte si datum 23. září, čas 8:50. Tehdy dojte k výjimečné chvíli! Slunce se dostane do takové pozice vůči Zemi, že severní i jižní polokouli bude osvěcovat naprosto stejně. Den i noc také obdaří stejnou dobou vlády. Spravedlivý den se jmenuje… podzimní rovnodennost! Když strážce podsvětí Hádes unese krásnou Persefonu, její matka Déméter to neunese. […]
reklama
záhady a tajemství
Záhady kolem krále Artuše: Kým vlastně byl, kde ležel bájný hrad Camelot a kde se vzala kouzelník Merlin?
„Zítra nás čeká boj,“ prohlašuje Artuš a přehlédne svoje rytíře. Usedá s nimi u kulatého stolu, kde nikdo nemůže být v čele. Kde se jejich legendární setkání mohla odehrávat? A jak to bylo se samtoným Artušem? Po téměř čtyřech staletích vlády Římanů nad Anglií zůstává na ostrovech spousta římských staveb včetně amfiteátrů. Jeden z nich se nachází […]
Posvátný oltář na hoře Ebal: Je dobývání Kanaánu Izraelity jenom mýtus?
„Až tedy přejdete Jordán, postavíte na hoře Ébalu ony kameny, jak vám dnes přikazuji, a obílíš je vápnem. Vybuduješ tam oltář Hospodinu, svému Bohu, oltář z kamenů, ale nebudeš je opracovávat železem,“ přikazuje Mojžíš (1394/1393–1274/1273 př. n. l.) vojevůdci Jozuovi (†1245 př. n. l.). Ten poslechne a skutečně oltář vybuduje a provádí na něm oběti Hospodinu. […]
Tajemný Ötzi: Z Itala kočovným zemědělcem?
Byl urostlý, svalnatý, měl dlouhé vlasy a tmavou pleť… I přestože se kvůli „zubu času“  poněkud scvrkl a i jeho kštice vzala za své, patří k nejatraktivnějším vědeckým artefaktům. Řeč je o nejslavnější evropské mumii, jejíž tělo odkryl ledovec v Ötztalských Alpách 19. září 1991. Ötzi, jak se ledovému muži dnes přezdívá, přitom nebyl žádným […]
Louis Le Prince: Vynálezce filmu zmizel beze stopy
Vynalezne film dlouho před Edisonem i bratry Lumiérovými. Dva dny předtím, než ho může představit světu, záhadně zmizí. Jak a proč dodnes zůstává záhadou. Francouzský vynálezce Louis Aimé Augustin Prince (1841-??) je sice označován za „skutečného otce kinematografie“, přesto je pro mnohé zcela neznámý. Jak je to možné? Fotí královnu K zachyceným obrázkům má blízko […]
záhady a tajemství
Záhady Velikonočního ostrova: Umíme hýbat sochami, víme, jak dostaly čepice, ale co písmo?
Velikonoční ostrov je stále plný záhad, a proto se téměř nepřetržitě ocitá v ohnisku zájmu vědců. Ti se snaží odpovědět na spoustu otázek. Některé už se jim povedlo odhalit, jiné na svoje rozluštění dosud trpělivě čekají. Kdo byli dávní stavitelé majestátních soch? Tento oříšek rozlouskl současný švédský genetik Pontus Skoglund, když zkoumal DNA potomků původních ostrovanů […]
Vrak parníku Karlsruhe jantarovou komnatu neskrývá
Parník Karlsruhe nabere 11. dubna 1945 na svoji palubu v dnešním Baltyisku celkem 1083 uprchlíků. Vydává se na cestu a o den později se řadí do konvoje s dalšími plavidly. Společně míří do Kodaně. Zaostává ale za zbytkem formace, a to se mu stává osudným.   Sovětská letadla po něm začnou nemilosrdně pálit. Loď zasáhne torpédo a poté […]
Spekulace o vraždě: Otrávil někdo maličkého synka Karla IV.?
Konečně vytoužený mužský potomek a dědic trůnu. Karel IV. plný radosti už spřádá velkolepé plány. Narodil se budoucí český král! Kdyby jenom tušil, že malý synek v kolébce se nedožije ani dvou let. Druhá manželka Karla IV. Anna Falcká (1329–1353), dcera rýnského falckraběte Rudolfa II. (1306–1353), svému muži porodí syna Václava (1350–1351), který pořádně zamíchá nástupnictvím […]
Kde leží biblická Sodoma? Americký archeolog má tip
„Začal jsem číst text v knize Genesis 13-19 a uvědomil jsem si, že se tradiční místo neshoduje s geografickým profilem popsaným v textu,“ vysvětluje Steven Collins, ředitel Archeologické školy Veritas International University v kalifornské Santa Anně, okamžik, kdy začal v roce 1996 pátrat po skutečném umístění biblické Sodomy. V roce 2013 dospěl k názoru, že jde o město Tall el-Hammam […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Francouzské pekařství PAUL oslaví Mezinárodní den kávy netradiční specialitou
iluxus.cz
Francouzské pekařství PAUL oslaví Mezinárodní den kávy netradiční specialitou
Mezinárodní den kávy je oslavou lahodně hořkého nápoje, bez kterého si většina z nás nedokáže nebo spíš nechce svůj den ani představit. To dobře ví ve francouzských pekařstvích PAUL, kde pro zákazníky
Indiány děsí Seskveč, zbytek USA Bigfoot: Obývá lesy Severní Ameriky lidoopí kryptid?
enigmaplus.cz
Indiány děsí Seskveč, zbytek USA Bigfoot: Obývá lesy Severní Ameriky lidoopí kryptid?
Hranici mezi uvěřitelným a neuvěřitelným často určuje jedna zásadní věc: důkaz, o němž se můžeme přesvědčit na vlastní oči. Proto vám ENIGMA v tomto seriálu představuje nejzáhadnější jevy a události,
Čočková pomazánka s mletou paprikou
tisicereceptu.cz
Čočková pomazánka s mletou paprikou
Nejlépe chutná na čerstvém chlebu, ale při oslavách do ní můžete namáčet na silnější proužky nakrájenou mrkev nebo řapíkatý celer. Suroviny 200 g žluté nebo červené čočky 200 ml vody 2 stroužk
Co s tanečníkem tolik skrývají?
nasehvezdy.cz
Co s tanečníkem tolik skrývají?
Vletošním ročníku StarDance má herečka Ivana Chýlková (59) nespornou výhodu. Jejím tanečním partnerem je bývalý porotce Jan Tománek (51), kterému po pár týdnech tréninků neřekne jinak než Honzíčku.
Klimatické změny jsou problémem i pro stabilitu budov
21stoleti.cz
Klimatické změny jsou problémem i pro stabilitu budov
Extrémní jevy v počasí, bleskové povodně, zvyšující se teplota i hladina oceánů, ztráta biodevirzity, migrace lidí, to vše jsou na první pohled viditelné změny, ke kterým vede globální oteplování. Kli
České Lurdy: Docházelo v nich k zázračnému uzdravování?
epochalnisvet.cz
České Lurdy: Docházelo v nich k zázračnému uzdravování?
K potemnělému svatostánku se blíží další poutníci. Od úst jim přitom stoupají obláčky páry. V kalendáři je totiž 13. leden a venku mrzne, jako když praští. Ve čtyři hodiny ráno je přesto bazilika v se
Skrývá okolí zámku Konopiště otisk tragického osudu statečného německého vojáka?
enigmaplus.cz
Skrývá okolí zámku Konopiště otisk tragického osudu statečného německého vojáka?
Čtyřicet kilometrů jihovýchodně od Prahy, nedaleko města Benešov ve Středočeském kraji, najdeme Konopiště, zámek v historizujícím stylu. Je známo, že ve starobylých sídlech lze objevit nemalé množství
Dávný slib jsme si nakonec splnili
skutecnepribehy.cz
Dávný slib jsme si nakonec splnili
To, co začalo nevinným dětským slibem, se po letech ukázalo jako ten nejlepší nápad. Museli jsme si na sebe ale počkat. S Václavem jsme se dlouhé roky míjeli. Slíbili jsme si kdysi, mohlo nám být tak šest let, že se jednou vezmeme a budeme mít velkou rodinu. Ale víte, jak to s dětskými láskami bývá. Jak šel život
SKOČTE SI DO PARDUBIC
epochanacestach.cz
SKOČTE SI DO PARDUBIC
Podzimní městské slavnosti nabízejí bohatý program: Spanilá jízda kočárů, vystoupení zpěvačky Moniky Absolonové, staročeské tržiště, Pigy a Lily, kapela Electrophonix, HORSE SHOW,  Saxana dětem, Ivana Korolová s kapelou, Oldtimer Corso veteráni, T.J. Sokol Pardubice, Šlapeto, PM Stars, Dny medu, lampionový průvod, Běh Univerzity Pardubice, ELÁN KontraBand, Vinařský minifestival, poutové atrakce, Laserová a světelná show. http://pardubice.eu/podzimni-mestske-slavnosti-6-7-10-2023
Co si dal trilobit ke své poslední večeři?
21stoleti.cz
Co si dal trilobit ke své poslední večeři?
Paleontologové z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy s kolegy popsali v jednom z nejprestižnějších vědeckých časopisů trilobita starého 465 milionů let se zachovaným obsahem trávicí soustavy. Ta
Exkluzivní kreativita arabské estetiky
rezidenceonline.cz
Exkluzivní kreativita arabské estetiky
Nádherný byt s desítkou rozmanitých luxusních pokojů představuje esenci dokonalého souznění orientální atmosféry se soudobou precizností, tak typickou pro nábytek a doplňky společnosti Covet House, je
4 talenty kakaa
panidomu.cz
4 talenty kakaa
Je běžně v regálech – balíček nepřichuceného kakaového prášku. Stejného, kterého si staří Aztékové a Mayové vysoce cenili pro jeho mimořádné účinky. Některé jsou spíš bájné, ale další už věda potvrdila. * Proti stárnutí Za stárnutí víc než plynutí času může klesající schopnost buněk bránit se poškození, které jim způsobují agresivní volné radikály. Ty jsou