תמונה תלת-ממדית של נגיף ענק

לראשונה אי-פעם, חוקרים הפיקו תמונה תלת-ממדית המציגה את המבנה הפנימי של נגיף מידבק בעזרת לייזר קרני-רנטגן. הנגיף, ששמו Mimivirus, הוא חלק ממשפחה מסקרנת של ‘נגיפי ענק’ שהתגלו רק לפני כעשור

לראשונה אי-פעם, חוקרים הפיקו תמונה תלת-ממדית המציגה את המבנה הפנימי של נגיף מידבק בעזרת לייזר קרני-רנטגן. הנגיף, ששמו Mimivirus, הוא חלק ממשפחה מסקרנת של ‘נגיפי ענק’ שהתגלו רק לפני כעשור.

הניסוי, שנערך במסגרת משרד האנרגיה של ארה”ב, חושף שיטה חדשה להפקת מבנה תלת-ממדי של סוגים רבים של תרכובות ביולוגיות בעזרת סדרות של צילומי לייזר רבים בתחום קרני-הרנטגן. “מאז שהתחלתי לעבוד בתחום הזה של מחקר לייזר בתחום קרני-הרנטגן, זה היה תמיד החלום שלי – להשיג תמונות תלת-ממדיות של תרכובות ביולוגיות אמיתיות,” אמר Tomas Ekeberg, ביופיזיקאי מאוניברסיטת אופסלה בשבדיה והכותב הראשי של המאמר שפורסם בכתב-העת המדעי Physical Review Letters.

נגיף ה- Mimivirus(וויקיפדיה) כה גדול – הנפח שלו גדול פי אלפים מהנגיפים הזעירים ביותר ואפילו גדול מחיידקים מסוימים – עד כי הוא סווג בטעות בתור חיידק עד שנת 2003. מחקרים שנערכו לאחר גילויו חשפו נגיפים ענקים אחרים, חלקם גדולים אף ממנו. בנוסף, הנגיף הזה הוא בעל מורכבות גנטית גדולה, ומכיל כמעט 1000 גנים ראשיים, זאת בהשוואה לגנים מעטים בלבד בנגיף הגורם למחלת האיידס (HIV).

מדענים ניסו לקבוע את המבנה הפנימי של נגיפי ענק אלו על מנת ללמוד אודות המוצא שלהם: למשל, האם בחלוף הזמן הם לוו גנים מאורגניזמים מארחים שהודבקו בהם, כמו אמבות? האם הם מקיימים מחזור חיים עצמאי או שהם תלויים במארח שלהם?

במהלך הניסוי, החוקרים מרססים אירוסול גזי המכיל את הנגיפים הפעילים בצורת זרם דקיק אל תוך אלומת לייזר של קרני-רנטגן, המשתברים מהנגיפים ויוצרים תבניות אור הנקלטים בגלאים מיוחדים המתעדים את תמונות ההשתברות. החוקרים השתמשו בתוכנת ניתוח מתוחכמת שפותחה באוניברסיטת קורנל על מנת למזג בין מאות תמונות פרטניות מחלקיקי נגיפים נפרדים לקבלת דיוקן תלת-ממדי משותף המציג את הצורה הכללית ואת מאפייניו הפנימיים של נגיף ה-Mimivirus. כל תמונה לכדה היטל אחר של נגיף נפרד בכיוון אקראי, כך שאוסף התמונות של הנגיף בכיוונים השונים מספק את התמונה התלת-ממדית, השלמה יותר, של הנגיף כולו.

למרות שהשיטה הנדונה לא מספקת פרטים בכושר-הפרדה גבוה אודות מבנהו הפנימי של הנגיף, היא אכן אימתה את פיזור החומר במבנה הכללי. “הצלחנו לראות בברור כי התוכן שבפנים הנגיפים הללו אינו אחיד מבחינת מיקומו,” אמר החוקר הראשי. החוקרים מקווים כי בעתיד השיטה תוכל לספק פרטי פרטים מדויקים יותר בנוגע למבנה הפנימי של הנגיפים הללו, ושימשה אפילו בחקר מבנים של תאי חיידקים.

הידיעה על המחקר

תקציר המאמר