Balayages en moins d'une seconde

Au cours des dernières années, Des technologies ont été développées pour étudier ces particules individuelles en temps réel. L'une d'entre elles est la microscopie à force atomique (AFM) rapide. Un microscope à force atomique balaye les surfaces avec une pointe de la taille d'un atome et est donc capable de cartographier leur topologie. "Récemment, la vitesse de balayage de l'AFM a considérablement augmenté et nous pouvons maintenant effectuer des balayages en moins d'une seconde de surfaces mesurant moins de 1 micromètre carré à l'aide de l'AFM à grande vitesse, " dit Roos, qui utilise lui-même un AFM. "Cela nous permet de voir comment les sous-unités virales s'assemblent sur une surface. C'est un processus très dynamique, avec des blocs de construction qui s'attachent et se libèrent."

La fluorescence à molécule unique est également utilisée pour étudier les virus, par exemple, l'attachement des protéines virales à l'ADN. "À l'aide de pincettes optiques, nous tenons deux minuscules billes à chaque extrémité d'une molécule d'ADN. Lorsque les protéines virales se lient à l'ADN, cela va s'enrouler et rapprocher les deux perles. Ceci est visualisé par des marqueurs fluorescents attachés aux billes." Alternativement, des protéines avec des marqueurs fluorescents peuvent être observées alors qu'elles se fixent à l'ADN viral ou à d'autres protéines. Une troisième technologie consiste à utiliser un microscope optique pour mesurer l'interférence de la lumière diffusée par les particules virales. Ces motifs révèlent la structure des particules lors de l'assemblage.

Endurcir

D'autres étapes du cycle viral peuvent également être étudiées. « Après s'être auto-assemblés, les particules doivent durcir pour résister aux conditions extérieures à la cellule hôte, " dit Roos. D'autres modifications se produisent également, qui préparent les particules à infecter d'autres cellules. La dynamique de ce processus de maturation est importante pour notre compréhension du fonctionnement des virus. "Et après avoir infecté de nouvelles cellules, la particule virale doit se séparer pour libérer son matériel génétique."

Une nouvelle technologie révèle maintenant la dynamique physique des virus. Il permet à des scientifiques tels que Roos et ses collègues d'étudier comment le matériel génétique est incorporé et quels principes physiques guident ce processus. La plupart des médicaments antiviraux perturbent les premières étapes de l'infection, telles que la liaison des particules virales à leurs cellules hôtes. Grâce à cette nouvelle information dynamique, nous pourrions développer des médicaments qui bloquent l'auto-assemblage ou d'autres étapes importantes du cycle de reproduction du virus.

Nanotechnologie

La connaissance de la physique des particules virales est également importante pour leur utilisation dans la recherche, par exemple comme éléments constitutifs de la nanotechnologie ou comme vecteurs d'antigènes dans les vaccins. Plusieurs des principaux vaccins COVID-19 utilisent des adénovirus pour délivrer le gène de la protéine de pointe SARS-CoV-2 aux cellules, qui expriment alors ce gène et génèrent par conséquent une réponse immunitaire. « Comprendre comment l'adénovirus se rassemble et se désagrège pourrait aider à créer des vaccins plus stables. »