Məlumat

Bir virusu dəyişdirmək üçün hansı avadanlıqdan istifadə edilməlidir?

Bir virusu dəyişdirmək üçün hansı avadanlıqdan istifadə edilməlidir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kimsə mənə virusu dəyişdirərkən istifadə olunan avadanlıqlardan bir neçə nümunə vermək üçün mehriban ola bilərmi? Əks halda mənim romanım oxunmaqla bitə bilər

Eva laboratoriyaya girdi və virusu dəyişdirdi.

Orada çox geri hekayə yoxdur!


Mən bu işdə ekspert deyiləm və bu yazıda hər hansı dəyişikliyi alqışlayaram. Əvvəlcə yoluxdurmaq istədiyiniz hədəf orqanizminizin nə olduğuna qərar verməlisiniz (məsələn, məməli hüceyrələri, bakteriya hüceyrələri) və buna əsasən bu məqalədə sadalanan viral vektorunuzu seçirsiniz. Ümumiyyətlə, məməlilər hüceyrəsinin stabil transfeksiyası (adətən siz təqdim etdiyiniz genetik materialların hüceyrə bölmələri arasında qalmasını, beləliklə də stabil transfeksiya olmasını istəyirsiniz) və transformasiya (sadəcə təqdim etdiyiniz hüceyrələrin dəyişdirilməsi haqqında ümumi bəyanat, adətən yad genetik material, lakin transformasiya mütləq eyni deyil) üçün ölümsüzləşmiş bir şey yaratmaq kimi, yəni hüceyrələrin bölünməsi dayanmayacaq, yəni hüceyrə xətlərinə çevrilir və ya xərçəngə çevrilir) elm adamları HİV-ə bənzər retroviruslar olan lentiviruslardan istifadə edirlər və hətta bölünməyən hüceyrələri də yoluxa bilirlər (buna görə də bu, imkan verməlidir) fantaziyanız vəhşiləşsin!). Maraqlanan hüceyrələrinizi hədəf almaq üçün ən yaxşı viral vasitənin nə olduğuna qərar verdikdən sonra, virus zülal paketini istehsal edən plazmid DNT-ni (qablaşdırma vektoru) hüceyrələrə köçürürsünüz. Bunun üçün lazım olan mobil cihaz. Bu hüceyrələr çox vaxt 293T qablaşdırma hüceyrələridir. Virus paketini istehsal edən plazmid (dairəvi) DNT ilə yanaşı, siz qablaşdırma hüceyrələrini (məsələn, 293T) lenti-vektor adlanan başqa bir plazmidlə birgə transfeksiya edirsiniz, o, istədiyiniz hər şeyi edir, məsələn, müəyyən bir protein və ya microRNA və ya hər hansı bir şey, ancaq ideya budur ki, lenti-vektor tərəfindən istehsal olunan maddələr, istədiyiniz kimi, hədəf hüceyrəyə (yəni, hədəf almaq istədiyiniz hüceyrələr) zəhərli olmamalıdır.

İndi gördüyünüz kimi, istəsəniz virusun davranışını dəyişdirmək üçün burada iki şeylə, ilk növbədə qablaşdırma vektoru ilə oynaya bilərsiniz. Və ikinci lenti-virus vektoru, istədiyinizi istehsal etmək üçün! Qablaşdırma hüceyrələri, lenti-vektorunuzu ehtiva edən viruslarınızı yaratdıqdan sonra, virus qablaşdırma hüceyrələrinin olduğu mediaya ifraz olunur, buna görə də medianı çıxarmaq, virusu ötürmək və sentrifuqadan istifadə edərək virusu konsentrasiya etmək lazımdır. Virus əldə etdikdən sonra ondan istədiyiniz (hədəf) hüceyrələri çevirmək üçün istifadə edə bilərsiniz.

Virusu necə hazırladığınız, hansı avadanlıqlardan istifadə etdiyiniz və virusu necə cəmlədiyiniz barədə laboratoriya əsaslı prosedur üçün bir az texniki olsa da, bu linkə baxın. Bu halda, qablaşdırma vektoru fuGENE 6-dır və lenti-vektor və ya sadəcə maraqların plazmidləri sadalanır (zəhmət olmasa, burada qeyd olunan heç bir məhsulu təsdiqləmirəm və onu nümunə kimi istifadə edirəm).

İndi qablaşdırma plazmidini hazırlamaq (virusu yaratmaq) üçün siz tez-tez virusun genetik materiallarından istifadə edirsiniz və onu polimeraza zəncirvari reaksiya (PZR) adlı prosedur vasitəsilə dəyişdirirsiniz. Eyni şey lenti-vektor/plazmid üçün də keçərlidir, çünki onlar haradansa əldə edilir və sonra vektorları və məhsulları yaratmaq üçün genetik materialın kəsilməsi və yapışdırılmasına ekvivalent olan PCR və məhdudlaşdırıcı həzmlərdən istifadə edərək zaman keçdikcə dəyişir. Hər şey edildikdən sonra virus hədəf hüceyrələri yoluxdura bilər və onun nəzərdə tutulmuş funksiyasına (təsvir etdiyim iki vektorla müəyyən edilir) əsaslanaraq təsir göstərə bilər.

Yuxarıdakı cavab sualınıza cavab vermirsə, hal-hazırda çox geniş olduğundan, xahiş edirəm suala əlavə aydınlıq gətirin ki, cavabımı müvafiq olaraq dəyişdirə bilim.


Bunu əvvəlki cavabların xülasəsi kimi nəzərdən keçirin. Həmçinin, mən öz-özünə davam edən mutasiyaya uğramış virusların necə hazırlanacağına dair daha ətraflı məlumat verirəm

Viruslarla işləmək barədə düşünməzdən əvvəl nəzərə alınmalı olan məqamlar:-

  • Viruslar patogendir və onların üzərində işləyən bioloq infeksiya riski ilə üzləşir. Viral iş həmişə yüksək biotəhlükəsizlik səviyyələrində qorunan bir mühitdə aparılır.
  • Virusların yaşaması üçün ev sahibi lazımdır. Siz virusu yaymaq üçün host hüceyrələri yetişdirməlisiniz və ya canlı orqanizmdən istifadə etməlisiniz. Ümumiyyətlə, hüceyrə mədəniyyəti üsulları qeyri-mümkün olduqda sonuncuya müraciət edilir.
  • Demək olar ki, bütün viruslar DNT və ya RNT ola bilən çox kiçik bir genoma malikdir (çox tez təkrarlana bilər). Genomda virus kapsidinin (xarici qabıq) əmələ gəlməsi və erkən təkrarlanması üçün cavabdeh olan çox az sayda əsas gen var; yayılması üçün tələb olunan digər amillərin çoxu ev sahibindən qaçırılır.

Müvafiq ev sahibini müəyyən etdikdən və əldə etdikdən sonra genetik manipulyasiyaya davam etmək olar. Bezin təsvir etdiyi lentiviral vektorlar əsasən qismən viruslardır. Bir hissə kapsidi kodlayır və öz-özünə aktiv viruslar yarada bilmir, digəri isə replikativ funksiya üçün genləri saxlayır. Beləliklə, lentiviral vektorlar molekulyar biologiya alətləri kimi istifadə edilən zərərsizləşdirilmiş viruslardır. Ancaq axtardığınız başqadır.

Bir virusu dəyişdirmək üçün onun genomunda mutasiyalar etmək lazımdır. Hansı mutasiyaların ediləcəyini müəyyən etdikdən sonra, daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, onları daxil etmək üçün PCR istifadə edilə bilər. Bu üsul adi PCR-dən bir qədər fərqlidir (prinsipcə deyil) və sahəyə yönəldilmiş mutagenez adlanır. Asanlıq üçün plazmiddə (adi laboratoriya bakteriyalarında çoxalda bilən dairəvi DNT) viral genomu klonlaşdırmaq (sabitləşdirmək) həmişə daha yaxşıdır. E.Coli). Viral genomu mutasiya etdikdən sonra onu plazmiddən çıxara bilərsiniz. Qeyd edək ki, PCR DNT ilə aparılır. RNT virusları üçün sayta yönəldilmiş mutagenez üçün getməzdən əvvəl onun genomunu DNT ardıcıllığına çevirməlisiniz. Ənənəvi texnika viral RNT-ni tərs transkripsiya etmək olardı. Amma indiki vaxtda kimyəvi DNT sintezi olduqca asanlaşıb və siz bütün virus genomunu bir “test borusunda” sintez edə bilərsiniz.

Bunu etdikdən sonra ən çətin hissəyə keçirik: Bu genomu aktiv virus əmələ gətirmək üçün necə əldə etmək olar?

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi bəzi viruslar RNT-ni genom kimi istifadə edir (poliovirus, retroviruslar, soyuqdəymə virusu və s.), bəziləri isə DNT-dən istifadə edir (suçiçəyi, çiçək, herpes və s.). Lakin mutagenez DNT üzərində aparılır. DNT virusları üçün ənənəvi transfeksiya üsullarından istifadə edərək virus DNT-nin ana hüceyrəyə daxil edilməsi işləyə bilər. Poliovirus kimi müəyyən RNT virusları üçün bu DNT RNT-yə transkripsiya edilməlidir. Bu, in-vitro transkripsiya (IVT) adlı bir texnikadan istifadə etməklə edilə bilər və RNT məhsulu hüceyrənin içərisinə daxil edilə bilər. IVT uzun RNT-lər üçün yaxşı işləməyəcək. Belə hallarda siz RNT-ni in vitro etmək əvəzinə hüceyrənin özündən istifadə edə bilərsiniz. Ev sahibi hüceyrə daxilində DNT ardıcıllığını transkripsiya edə bilən plazmiddən istifadə edin - bu, kifayət qədər yaygındır və demək olar ki, bütün molekulyar biolaboratoriyada belə plazmidlər olacaqdır. Bu plazmidi ana hüceyrənin içərisinə köçürün və o, viral RNT-ni yaradacaq, bu da öz növbəsində aktiv viruslar yaradacaq.

Retroviruslar digər RNT viruslarından bir qədər fərqli işləyir. Onların bir DNT-yə çevirdikləri bir RNT genomu var. Bu DNT ev sahibinin genomuna inteqrasiya olunur və viruslar istehsal etməyə davam edir. Retrovirus DNT-ni inteqrasiya etmək üçün virusda kodlanmış bir ferment lazımdır. inteqrasiya etmək. Siz ayrı-ayrılıqda inteqrasiyanı klonlaya və onu viral genomik DNT ilə birgə transfeksiya edə bilərsiniz.

Nəzərə alınmalı bir neçə son məqam:

  • Retroviruslar kimi bəzi viruslar səhvə meylli replikasiyaları səbəbindən təbii olaraq çox sürətli mutasiyaya uğraya bilər. Əgər mutasiya onlara taktiki üstünlük verməsə, onlar daxil edilmiş mutasiyanı itirə bilərlər (bu, bütün orqanizmlər üçün doğrudur).
  • Mən bir çoxları ilə bu fikri bölüşürəm ki, bioterrorizm qlamurlaşdırılmamalıdır. Ona görə də yaxşı təqdim etməyə diqqət edin :)

Virus yaratmaqda Bez qədər aşağıdan başlamazdım. Bu, çox uzun bir layihədir. Virusun dəyişdirilməsini nəzərdən keçirmək daha az çətin işdir, çünki o, real həyatda artıq passiv şəkildə baş verir.

Mən virusun xüsusiyyətlərinə əsaslanaraq avadanlıq seçərdim. Mən konkret layihə üçün lazım olan avadanlığı inkişaf etdirməyə başlayardım, çünki bu cür tapşırıq üçün hazır həll yoxdur. Avadanlıq hədəflənə bilər

  • aktiv dəyişən virus (ss(-) və ss(+) RNT virusu)
  • virus o qədər də dəyişmir (burada düşünmək lazımdır ki, nöqtə mutasiyasını necə alovlandırırsınız və niyə).

Mən hədəf olaraq iPS kök hüceyrələrindən istifadə edərdim, lakin bu günə qədər çatmaq hələ çox uzun prosesdir. Mən antigen təqdimatına diqqət yetirərdim - yenə də xüsusi viral vəziyyətdə İnterferonlarda və s. çox incə tənzimləmə faktorları nəzərə alınmalıdır - qeyd edin ki, interferon tədqiqatı indi aktiv mərhələdədir, lakin erkəndir. İnterferonlar spesifikdir, ona görə də onları aşkar etmək üçün avadanlığın xüsusi hissələri mövcud olmalıdır - məsələn, IFN-qamma.

Virusları idarə etmək ümumiyyətlə olduqca çətindir - qısa müddət ərzində bir formada mövcuddur. Onları real həyatı redaktə etdikdən sonra nə qədər çətinləşdiklərini təsəvvür edə bilərsiniz. Beləliklə, plan bəzi asan virusu və onun təkrarlanmasının ilkin mərhələlərini anlamaq üçün ilk növbədə olardı.

Siz əslində qrip virusu kimi davamlı olaraq nöqtə mutasiyalarına (drift mutasiyası) məruz qalan bir virus seçə bilərsiniz. Bununla belə, o qədər də dəyişməyən bir şey seçərdim (RNT virusu deyil). Qrip virusunda baş verən dəyişiklikləri mütəmadi olaraq təhlil etmək üçün yaxşı avadanlıq yoxdur. Hansı genom hissəsinin və beynəlxalq səviyyədə nə qədər dəyişdiyini tanımaq həmişə çox iş tələb edir. Peyvəndlər bir çox ölkədən onların qrip virusu statusları və genomları haqqında hesabatlar əsasında hazırlanır.

Vaxtında çox yavaş, lakin sabit nöqtə mutasiyaları olan bəzi sadə DNT virusları, beləliklə onları araşdırmaq üçün vaxtınız olur və növbəti dəyişikliyin nə vaxt olacağını təxmin edə bilərsiniz. Virusun hansı hissəsinin (xüsusən plazmid) dəyişəcəyini bilsəniz də faydalı olardı. Bu, tədqiqatı daha idarəolunan edir. Müxtəlif mərhələlərdən fərqli məlumatları başa düşmək üçün kifayət qədər vaxt seriyası təhlili və Riyaziyyatçılar qrupu da lazımdır. Əslində, sizin vəzifəniz çox genişdir.


Biokimyaçı CRISPR-nin COVID-19 ilə Mübarizə üçün necə istifadə oluna biləcəyini izah edir

Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatı bu virusla mübarizə aparmağın ən yaxşı yolunun test, sınaq, sınaqdan keçmək olduğunu bildirib. Bu, qabaqcıl biokimyaçı Dr. Jennifer Doudna və UC Berkeley-dəki həmkarları üçün fəaliyyətə çağırışdır. Onlar biologiya laboratoriyalarından gündə 2000-ə qədər nümunəni sınaqdan keçirməyi hədəfləyirlər. Doktor Doudna, COVID-19-a qarşı mübarizədə ona kömək edəcəyinə ümid etdiyi CRISPR gen redaktor alətini icad etmişdir.

CHRISTIANE AMANPOUR: İndi ÜST bildirib ki, bu virusla mübarizə aparmağın ən yaxşı yolu sınaqdan keçirmək, sınaqdan keçirməkdir. Bu, qabaqcıl biokimyaçı Cennifer Doudna və onun U.C.-dəki həmkarlarının fəaliyyətə çağırışıdır. Berkeley hazırda üzərində işləyir, çünki onlar biologiya laboratoriyalarından gündə 2000-ə qədər nümunəni sınaqdan keçirmək niyyətindədirlər. Gen redaktə aləti CRISPR-nin həmtəsisçisi Doudna, hazırda Walter Isaacson-a izah etdiyi kimi, COVID-19 ilə mübarizə aparmaq üçün bu texnologiyadan istifadə edir. Və tam açıqlama, əlbəttə ki, Walter hazırda Doudna və CRISPR ilə işi haqqında bir kitab yazır.

WALTER ISAACSON: Dr. Jennifer Doudna, verilişə xoş gəlmisiniz.

DR. CENNIFER DOUDNA, KALİFORNİYA UNİVERSİTETİ, BERKELEY: Mənə sahib olduğunuz üçün təşəkkür edirəm.

ISAACSON: Martın əvvəlində, koronavirusun yayılmasını izlədiyiniz zaman birdən elm adamlarının hərəkətə keçmə vaxtının gəldiyinə qərar verdiniz. Beləliklə, siz Berkeley laboratoriyanızı və San-Fransisko bölgəsindəki bəzi ətrafdakı laboratoriyaları götürdünüz və onları səfərbər etdiniz. Mənə deyin nə etdiniz və niyə.

DOUDNA: U.C.-də alimlərin necə olduğunu müzakirə etmək üçün görüş keçirdik. Berkeley və ətrafdakı institutlarımız bir araya gələrək bu dəhşətli pandemiya ilə mübarizə apara bilər. Həmin görüşdən ortaya çıxan bir şey o idi ki, virusu yoxlamaq üçün resurslarımızdan və biliyimizdən istifadə etmək üçün bir yol tapmalıyıq. Bir çoxumuz razılaşırıq ki, xəstəliyi həll etmək üçün hazırda görülməli olan ən vacib işlərdən biri kimin yoluxduğunu və başqalarının təhlükəsizliyini necə saxlamaq olduğunu anlamaqdır.

ISAACSON: Əgər siz sınamaq qərarına gəlsəniz, müntəzəm sınaq keçirəcəksiniz, lakin bunun CDC tərəfindən təsdiqini almalısınız. Və bunu etdikdən sonra nə edə bilərsiniz, nə, gündə 500, 1000 test?

DOUDNA: Beləliklə, biz akademik alimlər olduğumuzu başa düşmək vacibdir. Biz klinik sınaq keçirmirik. Xəstə nümunələri ilə klinik testlər etmək üçün bir çox qurumdan tənzimləyici təsdiq tələb olunur. Beləliklə, öyrənmək üçün çox sürətli bir yolda olduq, ilk növbədə, hansı qaydalara əməl etməliyik? Uyğunluğu necə təmin edirik? Bəs biz alimlərimizi bu şəraitdə təhlükəsiz işləmək üçün necə öyrədirik və bunu çox tez edirik? Beləliklə, biz şanslı olduq ki, Kaliforniya ştatı fövqəladə vəziyyət elanına görə təsdiq almağı asanlaşdırdı. Federal səviyyədə Ərzaq və Dərman İdarəsi də bizə bunu etməkdə çox əməkdaşlıq edir. Nəticədə, biz həqiqətən də U.C.-də xəstə nümunələri üçün yüksək məhsuldarlıq testləri edə bilməyə çox yaxınlaşırıq. Berkeley.

ISAACSON: Bir çox digər universitetlərin laboratoriyaları, digər universitetlərdə olduğu kimi bağlanır. Sizcə, ölkədəki universitetlərin biologiya laboratoriyalarını açıq saxlamağa icazə alması və hər bir icmanın yüksək məhsuldarlıq qabiliyyətinə malik sınaq mərkəzinə malik olması üçün onları bu sınaqlara keçirməsi yaxşı bir fikirdirmi?

DOUDNA: Əvvəlcə onu deyərdim ki, bilirsiniz, biz Vaşinqton Universitetindən ilhamlanırıq. Bir çox insanlar, oradakı alimlərin, həftələrdir xəstə nümunələrini sınaqdan keçirdiklərindən xəbərdar ola bilər. Və onlar, əslində, SARS-CoV-2 virusunun Sietldə və Vaşinqton ştatında daha geniş ərazidə yayılmasının qarşısını almağa kömək etməkdə böyük rol oynadılar. Beləliklə, biz bundan ilham alırıq. Düşünürəm ki, bu anda insanların təhlükəsiz işləməsi inanılmaz dərəcədə vacibdir. Beləliklə, biz alimlərimizin hər hansı infeksiya potensialından fiziki cəhətdən lazımi şəkildə qorunduğuna əmin olaraq, aşağı sıxlıqlı laboratoriya şəraitindən istifadə etməli olduğumuzu çox yaxşı bilirik. Amma, bəli, mən hesab edirəm ki, bundan əlavə, bilirsiniz, əgər bu şərtlər yerinə yetirilə bilərsə, o zaman düşünürəm ki, elm adamlarının bu anda işləməsi və bu pandemiya ilə mübarizəyə öz təcrübələrini töhfə verməsi çox dəyərlidir.

ISAACSON: SARS-CoV-2 dediniz. Bu, danışdığımız COVID-19 və koronavirusla eynidirmi?

DOUDNA: Bəli. Beləliklə, gəlin bir az terminoloji yoxlama aparaq. Ona görə də bunu özüm öyrənməli oldum. Beləliklə, SARS-CoV-2 mövcud pandemiyaya səbəb olan faktiki virusa aiddir. Koronaviruslar viruslar ailəsidir. Bu, SARS-CoV-2-nin aid olduğu viruslar ailəsidir. Və COVID-19 bu virusun səbəb olduğu xəstəliyin terminologiyasıdır.

ISAACSON: Siz son bir neçə ay ərzində etdiyimiz testləri edəcəksiniz, bu, sadəcə virusun olub-olmaması üçün bir testdir. Mən müşahidə etdim ki, indi Britaniyada və başqa yerlərdə onlar antikor testləri etməyə başlayırlar. Fərqi izah edə bilərsinizmi?

DOUDNA: Sağ. Beləliklə, Berklidə etdiyimiz test virus RNT-sinə baxan bir testdir. Bu, virusun infeksiya zamanı çoxalmasına imkan verən genetik materialdır. Beləliklə, biz Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatı və CDC tərəfindən təsdiq edilmiş polimeraza zəncirvari reaksiya adlı testdən istifadə edirik. Bu standart bir testdir. Və ən əsası, infeksiyadan çox tez bir zamanda virusun varlığını aşkar edə bilir. Belə ki, bu tip test ilə sizin soruşduğunuz şey arasındakı fərq, virusa qarşı anticisimləri axtaran seroloji testlər dediyimiz şeydir ki, adətən kimsə virusa məruz qaldıqda və onun orqanizmi antikor əmələ gətirir. bunun baş verməsi üçün vaxt lazımdır. Beləliklə, bu, həqiqətən, faktı araşdıran bir sınaqdır. Kimsə virusa yoluxub? Açıqcası bilmək və kimin virusa qarşı immuniteti olduğunu anlamaq da çox faydalıdır. Ancaq öyrəndiyim kimi, hazırda bu cür testlərlə bağlı çətinliklərdən biri, sınaq materiallarının yalnız SARS-CoV-2 virusunun aşkarlanmasını təmin etmək üçün kifayət qədər dəqiq olmamasıdır. Hal-hazırda, digər virus növləri ilə çoxlu çarpaz reaktivlik var. Və təbii ki, bir çox virusoloqlar və elm adamları bu problem üzərində işləyirlər və yəqin ki, həll edəcəklər. Amma məncə, bu, hazırda həmin testlərlə bağlı çətinliklərdən biridir.

ISAACSON: Bu testlərdən bəzilərinin nəticələrini əldə etmək dörd-altı gün çəkir. Bunu bir neçə saat və ya bir gündə edə biləcəksinizmi?

DOUDNA: Bəli, Berklidəki laboratoriyamızın və İnnovativ Genomika İnstitutunun əsas məqsədi sürətli olmaqdır. Beləliklə, biz yüksək məhsuldarlığa malik robot avadanlıqları gətirmişik. Məlumatların idarə edilməsində bizə kömək edən şirkətlərimiz var və ümid edirik ki, gündə 1000-2000 nümunə edə biləcəyik.

ISAACSON: Bildiyiniz kimi, mən sizin və gen redaktə texnologiyası olan CRISPR-ın kəşfi haqqında kitab yazıram. Və CRISPR, bu texnologiya bakteriyaların üç milyard il ərzində viruslarla necə mübarizə aparacağını tapdıqları hiyləyə əsaslanır. CRISPR-in bakteriyalar üçün bunu necə etdiyini izah edə bilərsinizmi?

DOUDNA: Əlbəttə. Beləliklə, CRISPR adaptiv immun sistemidir. Bu, bakteriyalara virusları aşkar etməyə və gələcək infeksiyadan qorunmağa imkan verir. Və bu, bir ovuc elm adamının öyrəndiyi bir sistemdir. Və sonra, bir neçə il əvvəl, immunitet sistemi kimi fəaliyyət göstərən bu sistemin, əslində, genom redaktəsi olan tamamilə fərqli bir şey üçün bir texnologiya kimi istifadə edə biləcəyimiz qəbul edildi. Və düşünürəm ki, bu pandemiya zamanı bu barədə düşünmüşəm. Bakteriyaların sonsuza qədər viruslarla məşğul olması maraqlı bir paraleldir. Onlarla mübarizə aparmaq üçün yaradıcı yollar tapmalı olublar. İndi biz insanlar, bu problemlə üzləşən bir pandemiyadayıq. Və buna görə də biz tez-tez düşünürük ki, CRISPR bu pandemiyaya insanlar üçün faydalı olacaq şəkildə necə təsir edə bilər?

ISAACSON: CRISPR virusu özümüzdə aşkarlamağa kömək etmək üçün aşkarlama vasitəsi kimi istifadə edilə bilərmi?

DOUDNA: Beləliklə, bu, CRISPR fermentlərinin həqiqətən maraqlı istifadəsidir və mənim laboratoriyamın onların necə işlədiyinə dair kəşf etdiyi bir şeydən faydalanır, yəni bəzi hallarda fermentlər RNT və ya DNT olan nuklein turşusu parçası ilə qarşılıqlı əlaqə qura bilirlər. . Və bunu etdikdə, siqnalın böyük gücləndirilməsinə imkan verən bir fəaliyyət, bir qabiliyyəti işə salırlar. Başqa sözlə, aşkar edilən hər bir virus RNT molekulu üçün kiçik bir DNT parçası kimi bir reportyor nuklein turşusunun çoxlu sayda molekulunun kəsildiyini görə bilərik. Və beləliklə, bunu etmək üçün bir yol var, bu fəaliyyətdən istifadə edin ki, vizual olaraq görünə bilən kimyəvi siqnalın böyük bir buraxılışı olsun. Və beləliklə, siz —-də ayağa qalxırsınız ki, bu CRISPR sistemindən sözün əsl mənasında virus RNT-ni çox, çox tez aşkar etmək və sonra onun aşkarlanması haqqında məlumat vermək üçün istifadə edə bilərsiniz.

ISAACSON: Yəni, başqa sözlə, siz onu elə tərtib edə bilərsiniz ki, əgər o, virus olan bir şeyi kəsərsə, onun haqqında danışırıq, o parıldayır, bir növ fosforlu və ya bəzi siqnallara malik olsun. Bu, tez bir zamanda edə biləcək evdə aşkarlama dəstləriniz ola biləcəyiniz deməkdirmi? Və hər kəs sadəcə olaraq buna baxa bilər, hamiləlik testi verə bilər və deyə bilər ki, yaxşı, məndə var.

DOUDNA: Bu, tamamilə ideyadır. Düşünürəm ki, bu sistemin sonda necə istifadə oluna biləcəyi ilə bağlı çox maraqlı bir imkandır.

ISAACSON: Bir həftə, bir ay və ya bir ildən danışırıq?

DOUDNA: Biz bir həftə danışmırıq. Aylarla danışa bilərik. Biz, əlbəttə, —, məncə, biz ’re—, məncə, bundan bir ildən az vaxtımız var. Bunu demək çətindir.

ISAACSON: İndi biz aşkarlama haqqında danışdıq, məsələn, bunu aşkar etmək üçün onları necə test edə bilərsiniz. Gəlin ikinci dəfə müalicələr haqqında danışaq. Bilirəm ki, Stanfordda dostlarınız və həmkarlarınızdan biri, Stenli Qi, PAC-MAN adlandırdığı bir şey təklif etdi, bu, virusa həqiqətən hücum etmək üçün CRISPR əsaslı sistemdən istifadə etmək üçün bir yoldur. kimsə xəstədir. Bunun necə inkişaf etdiyini bizə deyin.

DOUDNA: Bəli, bu, viral infeksiya ilə mübarizə üçün CRISPR fermentlərindən necə istifadə ediləcəyi ilə bağlı başqa bir ağıllı fikirdir. Buradakı fikir, sözün əsl mənasında, Pac-Manı xatırlayanlarınız üçün, mənim kimi, bu, sözün əsl mənasında, normalda mövcud olan RNT-ləri deyil, yalnız viral RNT-nin arxasınca gedəcək və kəsəcək və məhv edəcək fermentlərdən istifadə etməkdir. hüceyrələr. Və bu, məncə, ağıllı bir yanaşmadır. O, laboratoriya şəraitində sınaqdan keçirilib. Və bəzi ümidlər var ki, — belə görünür, texniki cəhətdən işləyə bilər. Məncə, problem ondan ibarətdir ki, bunu xəstəyə necə daxil etmək olar? Yoluxmuş hüceyrələrə necə daxil olursunuz?

ISAACSON: Beləliklə, yoluxmuş hüceyrələrə daxil olmaq istəsəniz, bir çatdırma mexanizminə sahib olmalısınız. Çatdırılma mexanizmləri hansılardır?

DOUDNA: Bəli, bu, çox çətindir, çünki —-ci ildə bu virusa yoluxma ağciyərdə infeksiyanı ehtiva edir. Beləliklə, bu CRISPR fermentlərini ağciyər hüceyrələrinə çatdırmaq üçün bir yolumuz olmalıdır. Və bu, hazırda çox çətin olan bir şeydir. Xoşbəxtlikdən, İnnovativ Genomikada tam olaraq bunu fərqli məqsədlə, yəni ağciyər xəstəliyi olan kistik fibrozun müalicəsi üçün bir səy var ki, bu da CRISPR texnologiyasının nəticədə təsir göstərə biləcəyini düşünürük.

ISAACSON: Beləliklə, bu CRISPR fermentlərinin kiminsə ağciyərlərindəki COVID-19 virusunu kəsib parçalaya və məhv edə biləcəyi anlayışı, icazə verin eyni sualı verim. Bu aylar, illərdir?

DOUDNA: Düzünü desəm, illərdir. Düşünürəm ki, biz bu cür sınaqların aparılması tempini sürətləndirməyə çalışırıq. Ancaq bildiyiniz kimi, bu cür test insan xəstələrinə daxil olmağı və birinci, ikinci, üçüncü mərhələ klinik sınaqlardan keçməyi tələb edir. Beləliklə, bu, —-real olaraq, illərdir.

ISAACSON: CRISPR-ın edə biləcəyi başqa bir şey, nəzəri olaraq, öz genlərimizi redaktə etmək və hüceyrələrimizin müəyyən bir virusun daxil olmasına imkan verən reseptorlara malik olmamasıdır. Bu, mümkündürmü?

DOUDNA: Yaxşı, mən deyərdim ki, bu, uzunmüddətli gələcəkdə bir ehtimaldır. Bu, əlbəttə ki, bu pandemiyada təsirli olacaq bir şey deyil. Bu yanaşmanı yerinə yetirmək üçün çətinliklərdən biri odur ki, insan ilk növbədə hansı reseptorun ardınca getməli olduğunu bilməlidir. Və biz bunu SARS-CoV-2 virusu üçün bilirik. Amma biz bir virus üçün reseptor haqqında danışarkən, biz insan hüceyrəsinin səthində olan normal zülaldan danışırıq. Təsəvvür etdiyiniz kimi, onu aradan qaldırmağa çalışmaq problemli ola bilər. Çox güman ki, bir səbəbdən oradadır. Yəni bu bir şeydir. Ancaq Pac-Man yanaşması üçün indicə danışdığımız kimi bir məsələ də var ki, çatdırılma və CRISPR zülallarının qoruyucu dəyişikliklər yarada biləcəyi hüceyrələrə necə yönəldiləcəyini anlamaq lazımdır. Və düşünürəm ki, bu, yenidən inkişaf etdirmək üçün illər çəkəcək bir şeydir.

ISAACSON: İllər çəkəcəyini deyirik. Bir il yarım əvvəl Çinli bir alim He Jiankui-nin hüceyrənin HİV virusu reseptoru üçün bunu etdiyi, lakin o, uşaqların embrionlarını redaktə edə bildiyi dünyaca məşhur bir hadisə deyildimi? deməli onlarda artıq həmin reseptor yox idi və HİV-i tuta bilməzdilər? Deməli, siz bunun çoxdan olduğunu deyirsiniz, amma bu, artıq bir reseptor üçün edilib, elə deyilmi?

DOUDNA: TAMAM. Bəli, bu suala cavab verməyin bir çox yolu var. Əvvəla, mən hesab edirəm ki, o araşdırmanın etikası, təəssüf ki, çox qüsurlu idi. Və bu araşdırma beynəlxalq ictimaiyyət tərəfindən kifayət qədər kəskin şəkildə pisləndi. Bundan əlavə, deyərdim ki, hər hansı bir embrion redaktəsi etmək həm texniki, həm də etik baxımdan bir çox səbəblərə görə qeyri-mümkündür. Və nəhayət, hansı zülalların hədəf alınacağını əvvəlcədən bilmək lazımdır. HİV vəziyyətində, biz HİV infeksiyası üçün reseptor zülalları haqqında bilirik, lakin, əksər viruslar və ya əlbəttə ki, gələcəkdə ortaya çıxan viruslar üçün, biz mütləq proqnozlaşdıra bilmərik.

ISAACSON: Müxtəlif universitetləri, xeyriyyəçilikləri və fondları olan bir konsorsiumu bir araya gətirdiyiniz zaman, bu halda, deyək ki, biz ’böyük bir qədər fərqli qaydalar toplusuna sahib olacağıq’ mənfəət əldə etməyə və ya bundan mülkiyyət yolu ilə istifadə etməyə çalışın və bunun əvəzinə paylaşın?

DOUDNA: Bəli, əslində, bu, çox aktiv müzakirə mövzusudur, çünki mən hesab edirəm ki, bir çox elm adamları, o cümlədən mən də biz olmaq istəmirik. Biz həqiqətən öz təcrübəmizə töhfə vermək istəyirik. Və biz bundan mənfəət əldə etmək niyyətində deyilik. Biz universitet rəsmiləri ilə işləyirik ki, bu pandemiya üçün əqli mülkiyyətin necə idarə ediləcəyi, problem üzərində işləyən bu böyük insan qrupundan gələcək kəşfləri necə edə biləcəyimizi açıq şəkildə açıqlaya biləkmi? , açıq şəkildə mövcuddur ki, çox tez inkişaf etdirilə bilsin. Və mən nikbinəm ki, biz bunu kifayət qədər tez edə biləcəyik. Beləliklə, bizi izləyin. Biz yaxın müddətdə bununla bağlı elan verəcəyimizə ümid edirik.

ISAACSON: Dr. Jennifer Doudna, bu axşam bizə qoşulduğunuz üçün təşəkkür edirik.


Sentrifuqasiya

Giriş

Mərkəzdənqaçma müxtəlif sıxlıqlara malik molekulları məhlulda ox ətrafında (bir sentrifuqa rotorunda) yüksək sürətlə fırlatmaqla ayırmaq üsuludur. Molekulyar biologiya laboratoriyasında ən faydalı və tez-tez istifadə olunan üsullardan biridir. Hüceyrələri toplamaq, DNT-ni çökdürmək, virus hissəciklərini təmizləmək və molekulların konformasiyasındakı incə fərqləri ayırd etmək üçün sentrifuqadan istifadə edilir. Aktiv tədqiqat aparan əksər laboratoriyalarda hər biri müxtəlif rotorlardan istifadə edə bilən birdən çox növ sentrifuqa olacaq. Kiçik masa üstü sentrifuqalar etanol çöküntüsü zamanı hüceyrələri qranullaşdırmaq və ya DNT zəncirlərini toplamaq üçün istifadə edilə bilər. Ultrasentrifuqalar sezium xlorid qradiyentində plazmid DNT-ni bağlamaq və ya saxaroza qradiyentində replikasiya edən DNT-nin müxtəlif strukturlarını fərqləndirmək üçün istifadə edilə bilər.


Qrip virusu necə dəyişə bilər: “Drift” və “Shift”

Qrip virusları daim dəyişir. Onlar iki fərqli şəkildə dəyişə bilərlər.

Antigenik Drift

Qrip viruslarının dəyişməsinin bir yolu &ldquoantigenic drift adlanır.&rdquo Bunlar virusun səthi zülallarında dəyişikliklərə səbəb ola bilən qrip viruslarının genlərində baş verən kiçik dəyişikliklərdir (və ya mutasiyalar): HA (hemaqlütinin) və NA (neyraminidaza). Qrip viruslarının HA və NA səthi zülalları &ldquoantigenlərdir&rdquo bu o deməkdir ki, onlar immun sistemi tərəfindən tanınır və infeksiyanı maneə törədə bilən antikorların istehsalı da daxil olmaqla, immun cavabı işə salmağa qadirdirlər. Antigenik sürüşmə ilə əlaqəli dəyişikliklər, virus çoxaldıqca zamanla davamlı olaraq baş verir. Qrip peyvəndlərinin əksəriyyəti qrip virusunun HA səthi zülallarını/antigenlərini hədəf almaq üçün nəzərdə tutulub. Burun spreyi qripi peyvəndi (LAIV) qrip virusunun həm HA, həm də NA-nı hədəf alır.

Antigenik sürüşmə nəticəsində baş verən kiçik dəyişikliklər adətən bir-biri ilə sıx əlaqəli viruslar əmələ gətirir ki, bu da onların filogenetik ağacda bir-birinə yaxın yerləşməsi ilə göstərilə bilər. Bir-biri ilə sıx əlaqəli olan qrip virusları adətən oxşar antigenik xüsusiyyətlərə malikdir. Bu o deməkdir ki, immun sisteminizin bir qrip virusuna qarşı yaratdığı antikorlar, ehtimal ki, antigenik olaraq oxşar qrip viruslarını tanıyacaq və onlara cavab verəcək (bu, &ldqucross-protection&rdquo adlanır).

Bununla belə, antigenik sürüşmə ilə əlaqəli kiçik dəyişikliklər zamanla toplana bilər və antigenik olaraq fərqli olan viruslarla nəticələnə bilər (daha da filogenetik ağacda). HA-nın xüsusilə mühüm yerində tək (və ya kiçik) dəyişikliyin antigenik sürüşmə ilə nəticələnməsi də mümkündür. Antigenik sürüşmə baş verdikdə, bədənin immunitet sistemi daha yeni qrip viruslarının yaratdığı xəstəlikləri tanıya və qarşısını ala bilməz. Nəticədə, insan yenidən qrip infeksiyasına həssas olur, çünki antigenik sürüşmə virusu kifayət qədər dəyişib ki, insanın mövcud antikorları daha yeni qrip viruslarını tanıyıb zərərsizləşdirsin.

Antigenik sürüşmə insanların bir dəfədən çox qripə yoluxa bilməsinin əsas səbəbidir və bu həm də inkişaf edən qrip virusları ilə ayaqlaşmaq üçün qrip peyvəndi tərkibinin hər il (lazım olduqda) nəzərdən keçirilməsi və yenilənməsinin əsas səbəbidir.

Antigenik keçid

Dəyişikliyin digər növü &ldquoantigenic shift adlanır.&rdquo Antigenik yerdəyişmə A qrip virusunda baş verən kəskin, əsas dəyişiklikdir, nəticədə insanları yoluxduran qrip viruslarında yeni HA və/yaxud yeni HA və NA zülalları yaranır. Dəyişmə insanlarda yeni qrip A alt növü ilə nəticələnə bilər. Heyvan populyasiyasından olan qrip virusunun insanlara yoluxma qabiliyyətinə sahib olmasının bir yolu baş verə bilər. Bu cür heyvan mənşəli viruslar insanlarda eyni alt tipdən o qədər fərqli olan HA və ya HA/NA birləşməsini ehtiva edə bilər ki, insanların çoxunun yeni (məsələn, yeni) virusa qarşı immuniteti yoxdur. Belə bir &ldquoshift&rdquo 2009-cu ilin yazında, Şimali Amerika Donuzları, Avrasiya Donuzları, insanlar və quşlardan genləri olan H1N1 virusunun insanlara yoluxması və sürətlə yayılaraq pandemiyaya səbəb olması zamanı baş verdi. Dəyişiklik baş verdikdə, insanların çoxunun yeni virusa qarşı immuniteti az olur və ya heç olmur.

Qrip virusları antigenik sürüşmə səbəbindən hər zaman dəyişsə də, antigenik sürüşmə daha az baş verir. Qrip pandemiyası çox nadir hallarda baş verir, son 100 ildə dörd pandemiya olub. Əlavə məlumat üçün pandemik qripə baxın. A tipli viruslar həm antigen driftinə, həm də sürüşməyə məruz qalır və pandemiyaya səbəb olduğu bilinən yeganə qrip viruslarıdır, B tipli qrip virusları isə yalnız daha tədricən antigen sürüşməsi prosesi ilə dəyişir.


RNT virusları

RNT viruslarında nuklein turşusu üçün RNT var. Onlar DNT viruslarının etdiyi hər şeyi və daha çoxunu edirlər. Hüceyrələrin və DNT viruslarının etdiyi kimi "geri" fəaliyyət göstərdikləri üçün onları retroviruslar da adlandırırlar. Hüceyrələrdə və DNT viruslarında RNT yaratmaq üçün istifadə etdikləri DNT var. RNT viruslarında RNT var və ondan DNT yaratmaq üçün istifadə edirlər. Bu, həqiqətən ağılları qarışdıran bir qabiliyyətə gətirib çıxarır: bu virusların yaratdığı DNT ev sahibi hüceyrələrin DNT-sinə daimi olaraq daxil ola bilər, bu proses transduksiya adlanır. Bu o deməkdir ki, yoluxmuş hüceyrələr çoxaldıqda, onlar avtomatik olaraq viral DNT-ni daşıyırlar və avtomatik olaraq yeni virus paketləri istehsal edirlər. Retroviruslar insanlarda və heyvanlarda HİV, pişik lösemi və FIV daxil olmaqla, çox uzunmüddətli, yavaş inkişaf edən və sağalmaz infeksiyalardan məsuldur. Retrovirus infeksiyalarını tutmaq adətən DNT virus infeksiyalarına nisbətən daha çətindir, çünki onlar adətən viral yolla yenidən işlənmiş ana hüceyrələr və yeni ev sahibinin qan axını arasında əlaqə tələb edir.


Viruslara giriş

1898-ci ildə Friedrich Loeffler və Paul Frosch, mal-qarada dabaq xəstəliyinin səbəbinin hər hansı bir bakteriyadan daha kiçik bir yoluxucu hissəcik olduğuna dair sübutlar tapdılar. Bu, canlı və cansız dövlətlər arasında boz ərazidə yerləşən virusların, genetik varlıqların təbiətinə dair ilk ipucu idi.

Viruslar çoxalmaq üçün yoluxduqları ana hüceyrələrdən asılıdır. When found outside of host cells, viruses exist as a protein coat or kapsid, sometimes enclosed within a membrane. The capsid encloses either DNA or RNA which codes for the virus elements. While in this form outside the cell, the virus is metabollically inert examples of such forms are pictured below.

When it comes into contact with a host cell, a virus can insert its genetic material into its host, literally taking over the host's functions. An infected cell produces more viral protein and genetic material instead of its usual products. Some viruses may remain dormant inside host cells for long periods, causing no obvious change in their host cells (a stage known as the lizogen phase). But when a dormant virus is stimulated, it enters the litik phase: new viruses are formed, self-assemble, and burst out of the host cell, killing the cell and going on to infect other cells. The diagram below at right shows a virus that attacks bacteria, known as the lambda bacteriophage, which measures roughly 200 nanometers.

Viruses cause a number of diseases in eukaryotes. In humans, smallpox, the common cold, chickenpox, influenza, shingles, herpes, polio, rabies, Ebola, hanta fever, and AIDS are examples of viral diseases. Even some types of cancer -- though definitely not all -- have been linked to viruses.

Viruses themselves have no fossil record, but it is quite possible that they have left traces in the history of life. It has been hypothesized that viruses may be responsible for some of the extinctions seen in the fossil record (Emiliani, 1993). It was once thought by some that outbreaks of viral disease might have been responsible for mass extinctions, such as the extinction of the dinosaurs and other life forms. This theory is hard to test but seems unlikely, since a given virus can typically cause disease only in one species or in a group of related species. Even a hypothetical virus that could infect and kill all dinosaurs, 65 million years ago, could not have infected the ammonites or foraminifera that also went extinct at the same time.

On the other hand, because viruses can transfer genetic material between different species of host, they are extensively used in genetic engineering. Viruses also carry out natural "genetic engineering": a virus may incorporate some genetic material from its host as it is replicating, and transfer this genetic information to a new host, even to a host unrelated to the previous host. Bu kimi tanınır transduksiya, and in some cases it may serve as a means of evolutionary change -- although it is not clear how important an evolutionary mechanism transduction actually is.

The image of influenza virus was provided by the Department of Veterinary Sciences of the Queen's University of Belfast. The tobacco mosaic virus picture was provided by the Rothamstead Experimental Station. Both servers have extensive archives of virus images.

The Institute for Molecular Virology of the University of Wisconsin has a lot of excellent information on viruses, including news, course notes, and some magnificent computer images and animations of viruses.

The Cells Alive! website includes information on the sizes of viral particles and an article on the mechanisms of HIV infection.


Mutasiyalar

A change in the sequence of bases in DNA or RNA is called a mutasiya. Does the word mutation make you think of science fiction and bug-eyed monsters? Think again. Everyone has mutations. In fact, most people have dozens or even hundreds of mutations in their DNA. Mutations are essential for evolution to occur. They are the ultimate source of all new genetic material - new allellər - in a species. Although most mutations have no effect on the organisms in which they occur, some mutations are beneficial. Even harmful mutations rarely cause drastic changes in organisms.

Mutasiyalar növləri

There are a variety of types of mutations. Two major categories of mutations are germline mutations and somatic mutations.

  • Germline mutations occur in gametes. These mutations are especially significant because they can be transmitted to offspring and every cell in the offspring will have the mutation.
  • Somatic mutations occur in other cells of the body. These mutations may have little effect on the organism because they are confined to just one cell and its daughter cells. Somatic mutations cannot be passed on to offspring.

Mutations also differ in the way that the genetic material is changed. Mutations may change the structure of a chromosome or just change a single nucleotide.

Chromosomal Alterations

Chromosomal alterations are mutations that change chromosome structure. They occur when a section of a chromosome breaks off and rejoins incorrectly or does not rejoin at all. Possible ways these mutations can occur are illustrated in Şəkil aşağıda. Go to this link for a video about chromosomal alterations: http://www.youtube.com/watch?v=OrXRSqa_3lU (2:18).

Chromosomal Alterations. Chromosomal alterations are major changes in the genetic material.

Chromosomal alterations are very serious. They often result in the death of the organism in which they occur. If the organism survives, it may be affected in multiple ways. An example of a human chromosomal alteration is the mutation that causes Down Syndrome. It is a duplication mutation that leads to developmental delays and other abnormalities.

Nöqtə mutasiyaları

A nöqtə mutasiyası is a change in a single nucleotide in DNA. This type of mutation is usually less serious than a chromosomal alteration. An example of a point mutation is a mutation that changes the codon UUU to the codon UCU. Point mutations can be silent, missense, or nonsense mutations, as shown in Cədvəl aşağıda. The effects of point mutations depend on how they change the genetic code. You can watch an animation about nonsense mutations at this link:www.biostudio.com/d_%20Nonsen. 20Mutation.htm.

Type Təsvir Misal Effekt
Silent mutated codon codes for the same amino acid CAA (glutamine) &rarr CAG (glutamine) heç biri
Missense mutated codon codes for a different amino acid CAA (glutamine) &rarr CCA (proline) dəyişən
Nonsense mutated codon is a premature stop codon CAA (glutamine) &rarr UAA (stop) usually serious

Çərçivə dəyişdirmə mutasiyaları

A çərçivə dəyişdirmə mutasiyası is a deletion or insertion of one or more nucleotides that changes the oxumaq çərçivə of the base sequence. Deletions remove nucleotides, and insertions add nucleotides. Consider the following sequence of bases in RNA:

Now, assume an insertion occurs in this sequence. Let&rsquos say an A nucleotide is inserted after the start codon AVG:

Even though the rest of the sequence is unchanged, this insertion changes the reading frame and thus all of the codons that follow it. As this example shows, a frameshift mutation can dramatically change how the codons in mRNA are read. This can have a drastic effect on the protein product.


The Lytic and Lysogenic Cycles of Bacteriophages

Bacteriophages, viruses that infect bacteria, may undergo a lytic or lysogenic cycle.

Öyrənmə Məqsədləri

Describe the lytic and lysogenic cycles of bacteriophages

Əsas Çıxarışlar

Əsas Nöqtələr

  • Viruses are species specific, but almost every species on Earth can be affected by some form of virus.
  • The lytic cycle involves the reproduction of viruses using a host cell to manufacture more viruses the viruses then burst out of the cell.
  • The lysogenic cycle involves the incorporation of the viral genome into the host cell genome, infecting it from within.

Əsas Şərtlər

  • latency: The ability of a pathogenic virus to lie dormant within a cell.
  • bacteriophage: A virus that specifically infects bacteria.
  • lytic cycle: The normal process of viral reproduction involving penetration of the cell membrane, nucleic acid synthesis, and lysis of the host cell.
  • lysogenic cycle: A form of viral reproduction involving the fusion of the nucleic acid of a bacteriophage with that of a host, followed by proliferation of the resulting prophage.

Different Hosts and Their Viruses

Viruses are often very specific as to which hosts and which cells within the host they will infect. This feature of a virus makes it specific to one or a few species of life on earth. So many different types of viruses exist that nearly every living organism has its own set of viruses that try to infect its cells. Even the smallest and simplest of cells, prokaryotic bacteria, may be attacked by specific types of viruses.

Bacteriophage: This transmission electron micrograph shows bacteriophages attached to a bacterial cell.

Bacteriophages

Bacteriophages are viruses that infect bacteria. Bacteriophages may have a lytic cycle or a lysogenic cycle, and a few viruses are capable of carrying out both. When infection of a cell by a bacteriophage results in the production of new virions, the infection is said to be productive.

Lytic versus lysogenic cycle: A temperate bacteriophage has both lytic and lysogenic cycles. In the lytic cycle, the phage replicates and lyses the host cell. In the lysogenic cycle, phage DNA is incorporated into the host genome, where it is passed on to subsequent generations. Environmental stressors such as starvation or exposure to toxic chemicals may cause the prophage to excise and enter the lytic cycle.

Lytic Cycle

With lytic phages, bacterial cells are broken open (lysed) and destroyed after immediate replication of the virion. As soon as the cell is destroyed, the phage progeny can find new hosts to infect. An example of a lytic bacteriophage is T4, which infects E. coli found in the human intestinal tract. Lytic phages are more suitable for phage therapy.

Some lytic phages undergo a phenomenon known as lysis inhibition, where completed phage progeny will not immediately lyse out of the cell if extracellular phage concentrations are high.

Lysogenic Cycle

In contrast, the lysogenic cycle does not result in immediate lysing of the host cell. Those phages able to undergo lysogeny are known as temperate phages. Their viral genome will integrate with host DNA and replicate along with it fairly harmlessly, or may even become established as a plasmid. The virus remains dormant until host conditions deteriorate, perhaps due to depletion of nutrients then, the endogenous phages (known as prophages) become active. At this point they initiate the reproductive cycle, resulting in lysis of the host cell. As the lysogenic cycle allows the host cell to continue to survive and reproduce, the virus is reproduced in all of the cell’s offspring. An example of a bacteriophage known to follow the lysogenic cycle and the lytic cycle is the phage lambda of E. coli.

Latency Period

Viruses that infect plant or animal cells may also undergo infections where they are not producing virions for long periods. An example is the animal herpes viruses, including herpes simplex viruses, which cause oral and genital herpes in humans. In a process called latency, these viruses can exist in nervous tissue for long periods of time without producing new virions, only to leave latency periodically and cause lesions in the skin where the virus replicates. Even though there are similarities between lysogeny and latency, the term lysogenic cycle is usually reserved to describe bacteriophages.


Compound Microscopes

B. Magnification, Resolution, and Working Distance

Magnification is simply a function of making an object appear bigger, such as when we use a hand lens to enlarge printed word. Merely magnifying an object without a simultaneous increase in the amount of detail seen will not provide the viewer with a good image. The ability of a microscope (or eye) to see detail is a function of its resolving power . Resolving power is defined as the minimum distance between two objects at which the objects can just be distinguished as separate and is a function of the wavelength of light used and the quality of the optics. In general, the shorter the wavelength of the light source, the higher the resolution of the microscope.

Working distance is the distance between the objective lens and the specimen. At low magnification the working distance is relatively long. As you increase the magnification the working distance decreases dramatically. Oil immersion lenses pactically touch the specimen. Be aware of this change in working distance with increasing magnification so as to prevent damage to your specimens.

Top of page

C. Parts of the Monocular Compound Light Microscope:

Please take time to familiarize yourself with your microscope and its proper use. The controls of the two makes of microscopes we use in our courses are shown below (Fig. 2).

  • iris diaphragm : Look for a lever just under the stage near the front.
  • dial type : Just below the stage is a rotating dial having different size apertures (holes) this type is useful for creating a pseudo dark field effect.

Our scopes are parfocal which means that when you switch from low (100x) to high (430x) power, a focused image at low power will remain more or less in focus at the higher power. Most likely you'll have to readjust the fine focus and diaphragm slightly.

F. Oil Immersion Procedure

On some of our monocular, and all of the binocular compound microscopes, we have 100x oil immersion lenses. These can be identified by a red band around the lens housing. At magnifications greater than about 500x light is refracted too much as it passes through air to yield good resolving power. Thus, optics for these higher magnifications are made to use with a high grade mineral oil as the medium for transmitting light. It is imperative that you use only immersion oil and that you clean the lens thoroughly with lens paper after each use.

1. Locate the region of interest on your slide and center it at 430x.

2. Raise the objective lens to its limit (i.e., maximize the distance between stage and objectives) and swing the lens out of the way about half way to the next position.

3. Carefully place a small drop of immersion oil directly on the slide over the center of the region of interest.

4. Rotate the oil immersion objective into position and, carefully, while looking from the side, lower it using the coarse focus knob until the lens just makes contact with the oil drop. You will see the drop leap up into a column as the contact is made.

5. Lower the lens a smidgen more and then, using the fine focus and looking through the ocular lens, focus on the specimen.

6. When done, clean lens with lens paper until no more oil comes off and clean slide if it is to be saved.

G. Determining Field-of-View Diameter

You may wish to estimate the size of the specimens (e.g., cells) you will see in lab. The best way to do this is with an ocular micrometer, a precision ocular lens insert that has a ruler etched into glass. The monocular scopes we use in the introductory courses are not so equipped, so we will use an alternative method based upon knowing the field-of-view diameter for your particular microscope. To do this, you must determine:

  • the approximate diameter of your low magnification field-of-view for your particular microscope.
  • the total magnification for each of your other objective lenses.

Knowing this for each objective lens, you can compare the size of the specimen against the known field diameter and make a reasonable esimate of size. This technique works for any microscope.

1. Obtain a slide scale and position it on your scope. A transparent metric ruler will work as well.

2. Bring it into focus using the 10x objective (100x total). The scale bars are increments of 1mm as shown in the figure below. Thus, a black bar = 0.5mm as does a space.

3. Move the slide such that the edge of an outside black bar is just tangent to the lighted field (see point "A" above).

4. Starting at that edge, estimate how many bars and spaces it takes to cross the field-of-view. You will probably have to estimate the last fraction of a space or bar. For most of our microscopes it is approximately 1.8 -2.0 mm wide. You must check this on any microscope you use that does not have an ocular micrometer.

5. Record your scope's ID number and field diameter at 100x in your lab notebook for future reference.

6. Next, calculate the field width at 430x total magnification using the following formula (we refer to the 100x mag as "low power" and 430x as "high power"):

(low power mag/ high power mag) x low power field diameter (in mm)

For example, suppose you determine that the 100x field diameter is 1.8 mm, at 430x, the field diameter would be:

(100 / 430) x 1.8 mm = 0.418 mm = 418 u m (micrometers)

Note that the field diameter at high power is proportional to the ratio of the low to high power objectives. That is, as you increase magnification, the actual field of view becomes proportionally smaller.

H. Binocular Compound Light Microscopes

Parts of the light Microscope

1. Ocular lens or eyepiece : ours are 10x magnification. The scopes we will use are binocular (two eyepieces).

2. Body tube: contains mirrors and prisms which direct the image to the ocular lenses.

3. Nosepiece : holds the objective lenses, rotates

4. Objective lenses : usually 3-4 on our scopes, 4x, 10x, 43x, 100x oil immersion (red banding). Total magnification = ocular power x objective power. Most of our binocs have fixed position lenses--the stage moves up and down rather then the lens.

5. Stage : Movable platform on which slides are mounted for viewing all of our scopes have mechanical stages with X,Y vernier scales. Focus knobs move the stage up and down.

6. Condensor : A substage lens which focus the light on the specimen. Our binocs have condensors that move up and down to focus the light beam.

7. Iris Diaphragm : the diaphragm is located just below the stage and controls the amount of light which passes to the specimen and can drastically affect the focus of the image.

8. Focusing knobs: outermost is the fine focus and innermost is the coarse focus. On the binocs these knobs control up/down movement of the stage.

9. Light source: our scopes have built in light sources. The rheostat ON/OFF switch is located either on the scope or on the external power supply and is used to regulate light intensity.

Top of page

I. Focusing Procedure: Binocular Compound Microscopes

1. Turn on the light source. Binoc scopes have either a built in unit or an external power supply.

2. Switch to the 10x objective lens.

3. Adjust the coarse focus to raise the nose piece (or lower the stage).

4. Clip the specimen slide on the stage in the proper position.

5. Look at the ocular lenses of your scope. One lens is fixed and the other has a focusing ring (like a pair of binoculars). Bring the lens as close to the slide as possible, then, looking only through the fixed ocular lens, back off until the specimen just comes into focus. Adjust fine focus similarly for the fixed lens.

6. Now, looking only through the adjustable ocular, adjust its focus using the focus ring around the lens. Look with both eyes (adjust for interpupillary distance to see a single round lighted field) and make any minor adjustments to focus.

7. Center the image and adjust the light using the condensor lens, iris diaphragm and light source rheostat.

8. Recenter and adjust focus, first coarse, then fine focus as in 5.

9. Readjust diaphragm as needed.

10.Now switch objectives to a higher power. Readjust fine focus and light (diaphragm) as needed.

Our scopes are parfocal which means that when you switch from low to high power, a focused image at low power will remain more or less in focus at the higher power. Most likely you'll have to readjust the fine focus and diaphragm slightly (increase light at higher powers.


Yes, COVID-19 is mutating, here's what you need to know

COVID-19 developed small mutations that accumulated into distinct versions.

As the virus that causes COVID-19 traveled out of China and proliferated across the globe, it developed small mutations that accumulated into distinct versions of the virus. Scientists can now tell these versions apart by peering into the viral genome.

For example, here in the United States, there is the "West Coast" version of the virus that came directly from Asia, and a slightly different "East Coast" version which traveled through Europe.

But is one version of coronavirus more dangerous than the other? And should we be afraid of these new mutations?

The short answer according to virologists, is no.

Viruses are constantly copying themselves, so it's rather frequent that some of those copies will have mistakes, or mutations. These mutations are neither inherently good nor bad and are random.

So far, the novel coronavirus responsible for the global pandemic is mutating normally as virologists expected to see based on their experience with other similar viruses.

"Viruses mutate," said Dr. Nels Elde, Ph.D., associate professor of human genetics at the University of Utah. "That's one of the things that makes them such a successful entity."

"The word 'mutation' to people means something bad because it's got that connotation to it," said Dr. Vincent Racaniello, Ph.D., Higgins professor of microbiology and immunology at Mt. Sinai School of Medicine of CUNY.

"It simply means a change in the genome sequence. It doesn't mean that it's necessarily bad for you at all," Racaniello said. "Plants grow in the spring. Viruses mutate. It's no big deal."

Tune into ABC at 1 p.m. ET and ABC News Live at 4 p.m. ET every weekday for special coverage of the novel coronavirus with the full ABC News team, including the latest news, context and analysis.

But as scientists across the globe learn more about these mutations, many have been eager to use these discoveries to decipher whether the virus is becoming more or less dangerous.

For example, in early March a group of scientists in China identified two different types of the virus, the L-type and the S-type. The L-type was found to be more widespread, leading to early speculation that the virus had evolved into a more infectious version of itself.

More recently, similar research out of Los Alamos National Laboratory in the United States which has not been peer reviewed identified a common mutation in the virus that began spreading in Europe in early February. The scientists suggested this mutation may have helped the virus spread faster and farther because it is inherently more infectious, generating breathless news coverage about a dangerous "mutant" virus.

But another group of scientists from Arizona State University arrived at a nearly opposite interpretation of the mutations they discovered. Their research led them to believe the virus might become weaker and die off, just like the 2003 SARS outbreak.

So far, the speculation about the virus' infectiousness are guesses, said Racaniello. He said there is no iron-clad evidence that these mutations have made any one version of the virus more contagious, deadlier or more resistant to potential therapies.



Şərhlər:

  1. Judson

    Təsadüfən siz ekspert deyilsiniz?

  2. Ceaster

    Sizin yerinizdə mən bu forumun istifadəçilərinə kömək istəyərdim.

  3. Molan

    vacib cavab :)

  4. Farnly

    Mənə çox təəssüf edirəm ki, sizə heç bir kömək edə bilmirəm. Amma əmindir ki, düzgün qərar tapacaqsınız. Ümidsiz olmayın.

  5. Osryd

    Üzr istəyirəm, amma mənim fikrimcə, səhv edirsən. PM-də mənə yaz.

  6. Aleksander

    Yes you are a talented person



Mesaj yazmaq