Temuan Peta Molekuler Infeksi Influenza
DesaKota.Id | Saintek — Ilmuwan mengungkapkan cara influenza membongkar bagian-bagian sel manusia. Virus melakukan ini untuk memicu replikasinya sendiri. Perilaku virus ini juga berpotensi melemahkan pertahanan antivirus.
Para ilmuwan menemukan cara influenza A membajak sel manusia. Mereka juga mengungkap strategi mengejutkan dari virus ini. Virus ini mampu menghancurkan struktur kecil di dalam nukleus untuk bereproduksi.
Peta molekuler terperinci ini dapat mengungkap target obat baru. Peta ini juga membantu peneliti mempelajari galur flu berbahaya. Salah satu contohnya adalah virus H5N1.
Peneliti di EMBL Hamburg bekerja sama dengan ilmuwan FMP. Mereka menghasilkan peta terperinci tentang infeksi influenza A. Peta ini menunjukkan cara virus membentuk ulang sel manusia.
Alur kerja khusus memungkinkan pengamatan interaksi protein secara langsung. Pengamatan ini terjadi di dalam sel manusia yang utuh. Mereka tidak lagi mengandalkan sampel sel yang sudah hancur.
Pemetaan Virus Flu di Dalam Sel
Influenza musiman menyebabkan jutaan kasus penyakit parah setiap tahunnya. Penyakit ini berkaitan dengan ratusan ribu angka kematian. Influenza A juga memicu berbagai pandemi seperti Flu Spanyol.
Setelah memasuki sel, virus melepaskan RNA berisi instruksi protein. Protein tersebut menyebar dan mengalihkan sistem molekuler sel inang. Sel akhirnya berubah menjadi situs produksi partikel virus baru.
Pandangan jelas tentang proses ini sangat membantu para ilmuwan. Mereka bisa mengembangkan vaksin flu yang jauh lebih efektif. Pengetahuan ini juga berguna untuk menciptakan obat antivirus baru.
Peneliti perlu mengetahui protein virus yang berinteraksi dengan manusia. Mereka juga harus mencari tahu lokasi kontak tersebut terjadi. Selain itu, peneliti harus memahami cara virus memanfaatkannya.
Studi baru ini menjadi yang pertama memetakan kontak langsung. Pemetaan protein influenza dan manusia ini berskala sangat besar. Detail strukturalnya cukup presisi untuk pembuatan model oleh peneliti.
“Kerja kami memberi cara baru studi interaksi flu-inang,” ujar Jan Kosinski, Ketua Grup di EMBL Hamburg. “Hasil saat ini adalah gambaran sesaat selama infeksi. Gambaran ini membuka pintu studi interaksi seluruh siklus.”
Atasi Masalah Utama dalam Riset Eksperimen
Melacak interaksi protein selama infeksi aktif sangatlah sulit. Banyak studi sebelumnya bergantung pada teknik biokimia yang rumit. Teknik tersebut mengharuskan ilmuwan untuk memecah sel terlebih dahulu.
Proses pemecahan sel dapat mendistorsi kejadian di sel hidup. Interaksi protein dapat menghilang saat peneliti menghancurkan kompartemen internal. Akibatnya, peneliti kesulitan menentukan koneksi asli selama masa infeksi.
“Kolaborator kami di FMP Berlin mengembangkan metode khusus,” ungkap Kosinski. “Teknik pemetaan kontak protein ini disesuaikan khusus untuk sel infeksi.”
Metode khusus ini berhasil membawa kemajuan bagi para peneliti. Tim kini mampu menangkap interaksi singkat antar sel protein. Penangkapan ini terjadi langsung di dalam wilayah sel tertentu.
“Metode ini menangkap interaksi protein langsung di sel utuh,” jelas Boris Bogdanow, Ketua Grup Riset Charité. “Ini memberi wawasan penting untuk identifikasi target farmasi masa depan.”
Gabungkan Data Eksperimen dengan Sistem AlphaFold
Para peneliti memasangkan hasil dengan pemodelan struktural komputasional. Pemodelan ini mempermudah identifikasi interaksi protein virus dan manusia. Mereka juga bisa memperkirakan posisi protein saat saling terhubung.
Tim peneliti menggunakan versi modifikasi dari sistem AlphaFold. AlphaFold adalah algoritma prediksi struktur protein pemenang hadiah Nobel. Mereka memanfaatkan sistem canggih tersebut untuk membangun model ini.
“Keuntungan utamanya adalah kami bisa memasukkan data eksperimen langsung,” jelas Kosinski. “Tindakan ini sangat berguna untuk memprediksi kompleks virus-inang.”
Dua Cara Utama Influenza Membajak Sel
Temuan ini telah terbit secara resmi di Nature Microbiology. Peneliti mengungkap dua strategi penting influenza saat membajak sel. Salah satunya berpusat pada pergerakan protein yang bernama hemaglutinin.
Protein ini biasanya berada tepat di permukaan virus influenza. Influenza menggunakan hemaglutinin untuk menempel dan memasuki sel inang. Para peneliti terus mengikuti pergerakan protein hemaglutinin ini.
Protein bergerak melalui jaringan transportasi internal milik sel. Beberapa protein manusia ternyata membantu melipat dan memodifikasi hemaglutinin. Beberapa protein inang tersebut sebelumnya belum begitu dipahami fungsinya.
Influenza Hancurkan Struktur Dalam Nukleus Sel
Penemuan kedua melibatkan struktur paraspeckle di dalam nukleus sel. Paraspeckle merupakan kompartemen kecil yang bentuknya sangat mirip tetesan. Tim menemukan bahwa infeksi influenza A menghancurkan struktur ini.
Saat paraspeckle pecah, struktur ini melepaskan protein pengikat RNA. Virus kemudian menggunakan protein tersebut untuk mendukung proses replikasinya. Perilaku virus ini sangat mengejutkan para peneliti.
“Fenomena yang paling mengejutkan kami adalah paraspeckle,” kata Iuliia Kotova, penulis utama publikasi ini. “Melihat organel kecil ini hancur secara konsisten membuktikan ini bukan efek samping.”
“Peristiwa ini mungkin murni sebuah strategi virus,” tegas Kotova. “Menghancurkan paraspeckle terbukti dapat melemahkan sebagian respons pertahanan sel.”
Upaya Kolaborasi Lintas Tiga Institusi Besar
Proyek ini bergantung pada teknologi bersama dari tiga institusi. Para peneliti melakukan spektrometri massa ikatan silang di Charité. Analisis glikoproteomik selesai di Fasilitas Inti Proteomik milik EMBL.
Tim juga melakukan pemodelan AlphaFold di Klaster Komputasi EMBL. Pencitraan mikroskopi berlangsung di fasilitas khusus milik ALFM CSSB. Kolaborasi ini sukses membawa hasil riset yang maksimal.
Cara Baru Pelajari Potensi Virus Pandemi
Temuan ini membuktikan keunggulan pemetaan molekuler di sel utuh. Metode ini mengungkap cara virus mengambil alih mesin seluler. Para peneliti sepakat pendekatan ini bisa menjelaskan virus lain.
“Mekanisme pasti antarvirus memang berbeda,” kata Kosinski. “Namun, kami pikir pendekatan keseluruhan kami tetap dapat berlaku luas.”
Studi ini baru meneliti galur influenza adaptasi di laboratorium. Bogdanow sangat setuju dengan potensi pendekatan baru ini. “Studi ini meletakkan dasar untuk memahami virus pandemi seperti H5N1.”
