Raziskovalci treh odsekov Kemijskega inštituta so z raziskovalci z Nacionalnega inštituta za biologijo ter inštituta Central European Institute of Technology v Brnu na Češkem z uporabo krioelektronske mikroskopije prvi določili tridimenzionalno strukturo virusa Y pri krompirju ter virusu podobnega delca pri visoki ločljivosti. Strukturne in funkcijske raziskave regij plaščnega proteina virusa Y pri krompirju so pokazale njihovo ključno vlogo pri virusni okužbi, kar lahko v prihodnje omogoči učinkovitejše načrtovanje strategij za varstvo kulturnih rastlin.

Virus Y pri krompirju spada med pet ekonomsko najpomembnejših in najbolj razširjenih rastlinskih virusov, saj lahko povzroči hudo škodo na pridelkih okuženih gojenih in tudi divjih rastlin. Znanstveniki po vsem svetu že vrsto let poskušajo razumeti, kako virus Y okuži rastlino in se razširi po rastlini, kakšna je njegova interakcija z rastlino, pa tudi s prenašalci, listnimi ušmi.

Raziskava objavljena v Science Advances
V zadnjih letih je bil dosežen izjemen napredek v metodi, ki se imenuje krioelektronska mikroskopija. To je elektronska mikroskopija pri zelo nizkih temperaturah, pri približno -195 stopinjah Celzija. S to metodo so določili zgradbi virusa Y pri krompirju in virusu podobnega delca. Slednji se po sestavi razlikuje od virusa v tem, da ne vsebuje nukleinskih kislin, ampak vsebuje samo proteinski plašč. Navzven pri nizki ločljivosti deluje podobno kot virus, zato se imenuje virusom podobni delec, oba pa tvorita dolge in tanke niti, ki so zelo gibljive.

Dosežek so v sredo objavili v prestižni reviji Science Advances. Prva avtorica članka je Andreja Kežar z odseka za molekularno biologijo in nanobiotehnologijo na Kemijskem inštitutu, ki je opravila največji del raziskav.

Uporabo naprave omogočila češka vlada
To je prva slovenska ekipa znanstvenikov, ki je raziskala in objavila strukturo bioloških kompleksov s pomočjo krioelektronske mikroskopije pri visoki ločljivosti, blizu atomske. Vsekakor pa je zaradi "biološke" vsebine dosežek pomemben na svetovni ravni, so poudarili na Kemijskem inštitutu.

"Na Kemijskem inštitutu se bomo v prihodnje posvetili tudi možnostim uporabe virusom podobnih delcev v različnih aplikacijah na področju bionanotehnologije in sintezne biologije ter načrtovanju novih naprednih materialov na podlagi bioloških molekul," je napovedala vodja raziskave Marjetka Podobnik. Uporabljeno znanje krioelektronske mikroskopije bodo uporabili tudi pri drugih raziskovalnih projektih in predvsem z uporabo njihovega novega krioelektronskega mikroskopa.

Ker takega mikroskopa v Sloveniji še nimamo, so se raziskovalci s projektom prijavili na razpis češke vlade, ki jim je omogočila brezplačno uporabo naprave. Predstavitev novega mikroskopa Kemijskega inštituta je Podobnikova napovedala za 6. september.

Boljše poznavanje strukture virusov
Na Nacionalnem inštitutu za biologijo si od tesnega sodelovanja z raziskovalci Kemijskega inštituta obetajo boljše poznavanje strukture in funkcije posameznih gradnikov virusov, ki nam omogoča razumevanje razvoja bolezni pri rastlinah.

"To je predpogoj za pripravo učinkovitih strategij za obrambo rastlin pred virusnimi boleznimi. Krioelektronska mikroskopija kot pomembna dopolnitev klasične transmisijske elektronske mikroskopije nam bo omogočila tudi novo metodo za karakterizacijo različnih terapevtskih virusov za gensko zdravljenje, ki jo uporabljamo pri razvoju terapevtikov različnih visokotehnoloških podjetij," je prihodnje obete opisala vodja oddelka za biotehnologijo in sistemsko biologijo na Nacionalnem inštitutu za biologijo Maja Ravnikar.