از میان سوالات مرتبط با دنیاگیری که ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است، سوالی که ژان پریلا، متخصص شیمی بیوفیزیک دانشگاه دلاویر آمریکا مطرح میکند، ممکن است از عجیبترین سوالات باشد: اگر بتوان ویروس کرونا را له کرد، آیا دربرابر فشار مقاومت میکند یا خرد میشود؟
دکتر ژان پریلا در گفتوگو با نیویورک تایمز گفت ویروسهایی مانند HIV تمایل دارند روی سمت نرمتر قرار گیرند و مانند توپ فومی له میشوند، درحالیکه ویروسهایی که موجب آنفلوانزا میشوند، شکنندهتر هستند و مانند تخممرغ مستعد شکستن هستند. دکتر پریلا گفت: «این چیزی است که هرگز وقتی درمورد ویروسها صحبت میکنید، آن را درنظر نمیگیرید. اما برای پی بردن به نحوهی تشکیل یک واحد عفونی کامل (ویریون)، درک آن ضروری است.»
یک واحد عفونی ویروسی از تجمع ذرات ویروسی تشکیل میشود و این ساختار برای زیستشناسان علاقمند به درک کارکردهای درونی عفونت اهمیت دارد. در سالهای اخیر فیزیکدانان نیز به این رشته پیوستهاند و مشتاق رمزگشایی این موضوع هستند که ویروسها چگونه درکنار هم تجمع پیدا میکنند و در نبود بیشتر ماشینآلاتی که به سلولها توانایی تکثیر و فعالیت میدهد، از جایی به جای دیگر حرکت میکنند.
برخی فیزیکدانان مانند دکتر پریلا درحال بررسی ویژگیهای مکانیکی ذرات ویروس هستند، درحالیکه برخی دیگر نیروهایی را مورد نظارت قرار میدهند که ذرات ویروسی را گرد هم آورده یا آنها را از هم جدا میکند. برخی حتی درحال استفاده از فیزیک برای طراحی درمانهای نسل بعدی کووید ۱۹ هستند، چه با ایجاد اختلال در نیروهایی که ویروسها را درون سلولهای انسان گردهم میآورد و چه ازطریق ساخت واکسنهای خودتکثیرشونده. جودی هادن پریلا، متخصص شیمی بیوفیزیک دانشگاه دلاویر که همکار و همسر دکتر ژان پریلا است، گفت: «وقتی نحوهی عمل چیزی را درک کنید، میتوانید به نحوهی تخریب آن نیز پی ببرید.»
اکنون فیزیک و ویروسشناسی چنان به هم گره خوردهاند که اتحاد آنها نامی رسمی پیدا کرده است: فیزیک ویروسها (یا برای برخیها، ویروسشناسی فیزیکی). دادههایی که پیشگامان این حوزه از علم تولید میکنند، نتایجی فراتر از دنیای میکروبی دارد. لانل ویلیامز، ویروسشناس و فیزیکدان دانشگاه هاروارد گفت: «درنهایت هدف ما درک این موضوع است که ویروسها از کدام اصول فیزیکی پیروی میکنند.»
شبیهسازی نشاندهندهی یکی از مراحل احتمالی فرایند مونتاژ ویروس کرونا است. پس از متراکم شدن ژنوم ویروس (کُره)، ذرهی حاصل پوشش چربی (ماده شبکهمانندی که حبابی را اطراف کره تشکیل میدهد) را میرباید که از غشای سلول گرفته میشود. بخشی از این فرایند شامل واداشتن غشای میزبان برای تاب خوردن دور ژنوم ویروس است.
ویروسها کمپلکسی ساده و درعینحال گیجکننده هستند. بسیاری از آنها از چیزی بیشتر از کلافی از ماده ژنتیکی که در پوششی پروتئینی قرار گرفته است، تشکیل نشدهاند که حتی به اندازهای نیست که دانشمندان آنها را زنده درنظر بگیرند. آنها کاملا به کارکردهای درونی سلولها وابسته هستند و بدون کمک اشکال حیاتی که آنها را آلوده میکنند، نمیتوانند تکثیر شوند. بااینحال، در شرایط مناسب، اجزای اساسی ویروسی میتوانند کاری را انجام دهند که بسیاری از پدیدههای طبیعی قادر به انجام آن نیستند: فرایندی که خودسامانی نام دارد یعنی ترکیب قطعات خود به شکل ذرات ساختاریافته منظم بدون وجود هیچ نیروی خارجی که این فرایند را هدایت کند. خانم ویلیامز گفت: «این سؤال جذابی است: چرا بدون هیچ کمکی همه چیز مرتب میشود؟»
دانشمندان میتوانند این فرایند اسرارآمیز را درون لولههای آزمایشگاهی بازتولید کنند. آنها تکههایی از مواد ژنتیکی و پروتئینها را همراه هم در سوپ شیمیایی نمکی میچرخانند و شاهد جوانه زدن ویروسها هستند. وینوتان منوهاران، مهندس و بیوفیزیکدان دانشگاه هاروارد گفت: «این فوقالعاده است. قطعات بهصورت خودبهخود و بدون هیچ مداخلهی فعالی گرد هم میآیند».
بیل گلبرت از دانشگاه کالیفرنیا گفت که قابلیت ساخت شگفتانگیز ویروسها بود که ۲۰ سال پیش وی را از شیمی فیزیک به سمت ویروسها سوق داد. این ویژگی در سلولهای سرطانی دیده نمیشود و حتی باکتریها که از سادهترین و شناختهشدهترین اشکال حیات هستند، وقتی متلاشی میشوند، دیگر بازسازی نمیشوند. اما از این نظر، ویروسها فرق دارند. دکتر گلبرت گفت: «بهشدت مجذوب این ایده شده بودم که یک ذره ویروس عفونی را میتوان از اول با استفاده از اجزای خالصشده ساخت و به این فکر افتادم که باید این کار را انجام دهم». همین میل موجب شده است آزمایشگاههای فیزیک ویروس در سراسر جهان ایجاد شود. آزمایشگاه دکتر منوهاران یکی از آنها است که روی سرهمبندی باکتریوفاژها تمرکز دارد که ویروسهایی هستند که منحصرا باکتریها را آلوده میکنند. بهعقیدهی دکتر منوهاران، تصاویر ثابت و نمودارهای موجود در کتابهای درسی ویروسها را بهخوبی به تصویر نمیکشند. آنها معمولا روی محصولات مونتاژ ویروس تمرکز میکنند.
بهطورکلی، پژوهشگران هنوز پاسخی برای این سؤال ندارند که ویروسها چگونه بدون آشفتگی بستهبندی میشوند. این فرایند خصوصا برای ویروسهای کرونا که دارای برخی از بزرگترین ژنومهای RNA شناختهشده تاکنون هستند، پیچیده است. اما دانشمندان راههایی برای بررسی فرایند مونتاژ ویروسهای کرونا کشف کردهاند و شروع به بازتولید آن کردهاند.
منبع:
https://www.zoomit.ir/health-medical/367487-if-squeeze-coronavirus-does-it-shatter/