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विद्युत नियंत्रणीय डीएनए नैनोकंस्ट्रक्ट्स के साथ इन्फ्लूएंजा ए वायरस और पेप्टाइड इंटरैक्शन का अध्ययन


हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार उन्नत सामग्री प्रौद्योगिकी, फ्लू वायरस के बारे में अधिक जानने के लिए विद्युत रूप से नियंत्रित डीएनए नैनोलीवर एक प्रभावी उपकरण हो सकता है। जर्मन वैज्ञानिकों ने पीईबी और इन्फ्लूएंजा ए नामक पेप्टाइड के बीच बातचीत को लक्षित करने के लिए डीएनए नैनोलीवर का इस्तेमाल किया।

अध्ययन: इन्फ्लुएंजा ए वायरस और पेप्टाइड इंटरेक्शन को मापने के लिए विद्युत रूप से नियंत्रित डीएनए नैनोलेवर का उपयोग करना. छवि क्रेडिट: ffikretow / शटरस्टॉक

पृष्ठभूमि

पीईबी हेमाग्लगुटिनिन (एक वायरल) को बांधने में एक प्रमुख भूमिका निभाता है ग्लाइकोप्रोटीन प्रारंभिक वायरल संक्रमण के लिए जिम्मेदार) कोशिका की सतह के रिसेप्टर्स के लिए, जहां एक और ग्लाइकोप्रोटीन (न्यूरामिनिडेस) रिसेप्टर्स को नष्ट कर देता है। नतीजा यह है कि इन्फ्लूएंजा वायरस का डीएनए सफलतापूर्वक कोशिका में प्रवेश कर सकता है।

कई इन्फ्लूएंजा ए उपप्रकारों सहित, वायरस-पेप्टाइड इंटरैक्शन के लिए बाध्यकारी ताकत में अंतर निर्धारित करने के लिए डीएनए नैनोलीवर एक “स्विचसेन्स” विधि का उपयोग करते हैं।

शोधकर्ताओं का सुझाव है कि डीएनए नैनोलीवर के अनुप्रयोग में इन्फ्लूएंजा अनुसंधान से आगे बढ़ने की क्षमता है। विस्तृत माप पेप्टाइड अनुकूलन के लिए उपयोगी हो सकते हैं और एंटीबॉडी, एप्टामर्स, प्रोटीन या अन्य पेप्टाइड्स जैसे अन्य इंटरैक्शन के लिए बाध्यकारी ताकत की तुलना कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, सेंसर पर वायरस को स्थिर करके, स्विचसेंस तकनीक का उपयोग अन्य वायरल विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए भी किया जा सकता है।

द स्टडी

डीएनए नैनोलीवर के साथ बाइंडिंग तकनीक

वायरल-पेप्टाइड इंटरैक्शन का अध्ययन करने के लिए डीएनए नैनोलीवर को माइक्रोफ्लुइडिक वातावरण में पुराने इलेक्ट्रोड रखकर स्थिर किया गया था। इलेक्ट्रोड के 5′ छोर पर डीएनए का एक एकल स्ट्रैंड रखा गया था, जहां यह ऑप्टिकल डिटेक्शन के लिए 3′ छोर पर एक फ्लोरोफोर ले गया था। दूसरे स्ट्रैंड का उपयोग रिसेप्टर अणु के साथ बातचीत करने के लिए किया जाएगा।

इलेक्ट्रोड पर वोल्टेज लागू करते समय, डीएनए एक ‘डायनेमिक मोड’ में प्रवेश करता है, जहां डीएनए में एक दोलन देखा जाता है। इसके विपरीत, प्रत्यक्ष वोल्टेज डीएनए को सीधा होने का कारण बनता है, अन्यथा इसे ‘स्थैतिक मोड’ के रूप में जाना जाता है। पेप्टाइड-वायरल बाइंडिंग का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला फ्लोरोफोर डीएनए के मोड के आधार पर अलग-अलग सिग्नल देता है।

डीएनए जो डायनेमिक मोड में है, ऑप्टिकल डिटेक्शन और इलेक्ट्रिकल सिग्नल के बीच देरी का सुझाव देता है। दूसरे शब्दों में, बाध्यकारी घटना के बाद उच्च हाइड्रोडायनामिक घर्षण के कारण डीएनए की नैनोलीवर गति धीमी हो जाती है। स्थिर मोड में डीएनए प्रकाश उत्सर्जन में परिवर्तन लाएगा, यह सुझाव देता है कि एक बाध्यकारी घटना हुई है। फिर फ्लोरोसेंस निकटता संवेदन के माध्यम से वायरस बाध्यकारी देखा जाता है।

सिग्नल वायरस-पेप्टाइड इंटरैक्शन पर संदेश देते हैं

इस प्रयोग में, स्थिर मोड में स्विचसेन्स तकनीक ने एक एकाग्रता-निर्भर एसोसिएशन सिग्नल पाया जो इन्फ्लूएंजा ए एक्स 31 वायरस सामग्री लक्ष्य का सुझाव देता है और विशेष रूप से पेप्टाइड पीईबी को बांधता है। प्रतिदीप्ति संकेतन में परिवर्तन की कमी का अर्थ है बहुसंयोजी बंधन और पुनर्संयोजन।

आगे के मापों में पृथक्करण संकेतों की एक श्रृंखला को खोजने के लिए सेंसर की सतह पर वायरस सामग्री को स्थिर करना शामिल था। बातचीत के दौरान दर स्थिरांक ने संकेत दिया कि स्थिर वायरस को हेमाग्लगुटिनिन के लिए पीईबी बंधन में मदद करने के लिए लिगैंड के रूप में इस्तेमाल किया जा रहा था।

डीएनए नैनोलीवर ने पाया कि पीईबी पेप्टाइड विभिन्न इन्फ्लूएंजा ए उपप्रकार से बांधता है लेकिन विभिन्न बाध्यकारी शक्तियों पर

इन्फ्लूएंजा वायरस में कई अलग-अलग उपभेद शामिल हैं। यह निर्धारित करने के लिए कि पेप्टाइड पीईबी बाध्यकारी अन्य उपभेदों के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है, शोधकर्ताओं ने दो अन्य इन्फ्लूएंजा ए उपप्रकारों – कैलिफ़ोर्निया एच 1 एन 1 और पनामा एच 3 एन 2 का परीक्षण किया। पिछले शोध ने सुझाव दिया है कि पेप्टाइड PeB X31 से परे अन्य इन्फ्लूएंजा उपप्रकारों से बंध सकता है।

पनामा H3N2 उपप्रकार ने बंधन शक्ति में वृद्धि दिखाई, जैसा कि प्रतिदीप्ति संकेतन में वृद्धि के माध्यम से नोट किया गया था। इसके विपरीत, कैलिफ़ोर्निया H1N1 उपप्रकार ने पनामा H3N2 उपप्रकार की तुलना में कम बाध्यकारी सहभागिता प्रदर्शित की।

शोधकर्ताओं का अनुमान है कि अध्ययन में देखी गई बाध्यकारी ताकत में अंतर प्रोटीन संरचना में अंतर के कारण हो सकता है और एच 1 एन 1 में एच 3 एन 2 की तुलना में एचए झिल्ली प्रोटीन में कम विकसित स्थानीय सकारात्मक चार्ज वितरण होता है।

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