(Kredit: Corona Borealis Studio/Shutterstock)
GRENOBLE, Perancis — Setelah hampir 40 tahun melakukan penelitian, para ilmuwan mungkin semakin dekat untuk memberantas flu secara permanen. Para peneliti di Perancis telah melakukan terobosan dalam dunia virus influenza A yang rumit, mengungkap bagaimana virus mikroskopis ini mengemas dan melindungi materi genetiknya.
Untuk pertama kalinya, penelitian tersebut dipublikasikan di jurnal Penelitian Asam Nukleatmenawarkan pandangan menakjubkan tentang bagaimana virus membangun struktur internalnya, yang berpotensi membuka jalan baru untuk memerangi infeksi virus dan membuat obat yang lebih baik untuk musim flu.
Virus influenza terkenal menyebabkan epidemi musiman dan pandemi yang terjadi sesekali, dengan ancaman yang terus berlanjut berupa jenis flu burung yang berpotensi berpindah dari hewan ke manusia. Inti dari kemampuan virus untuk menyebar dan bertahan hidup adalah materi genetiknya, yang dibungkus secara hati-hati dalam lapisan protein seperti gulungan mikroskopis.
Dengan menggunakan teknik pencitraan mutakhir, para ilmuwan telah menciptakan peta paling rinci tentang bagaimana virus menyusun materi genetiknya. Penelitian ini berfokus pada nukleoprotein, protein penting yang bertindak seperti selubung pelindung RNA virus – instruksi genetiknya.
Tim tersebut menggunakan pendekatan canggih untuk menghancurkan dan membangun kembali struktur protein virus di laboratorium. Dengan menghilangkan sebagian kecil struktur protein secara strategis, mereka mampu menciptakan versi paket genetik inti virus yang lebih stabil dan kurang fleksibel. Hal ini memungkinkan mereka untuk menangkap gambar yang sangat tajam yang mengungkapkan bagaimana materi genetik menembus struktur protein.
Salah satu penemuan yang paling mengejutkan adalah fleksibilitas kemasan genetik virus. Para peneliti menemukan bahwa protein tersebut dapat menampung antara 20 dan 24 blok pembangun genetik, dengan satu sisi protein lebih mudah beradaptasi dibandingkan sisi lainnya. Fleksibilitas ini mungkin menjelaskan bagaimana virus dapat dengan cepat berubah dan beradaptasi – yang merupakan alasan utama mengapa influenza sangat sulit untuk dilawan setiap tahunnya.
Studi ini juga mengungkapkan interaksi rumit antara protein dan materi genetik. RNA (materi genetik) tidak hanya berada secara pasif di dalam protein tetapi juga secara aktif membantu membentuk struktur virus. Ia bertindak seperti semen dan pengatur jarak, berkontribusi terhadap fleksibilitas keseluruhan partikel virus.
Yang penting, para peneliti mencatat bahwa 14 asam amino pertama dalam protein memainkan peran penting dalam dua fungsi utama: memberikan fleksibilitas pada virus dan membantunya bergerak di dalam sel inang. Penemuan ini dapat menjadi target potensial untuk strategi antivirus di masa depan.
“Terobosan ini membuka jalan bagi desain molekul obat baru yang mampu mengikat lapisan protein, melemahkan RNA virus, dan menghambat replikasi virus influenza, yang epideminya mempengaruhi antara 2 dan 6 juta orang di Prancis setiap musim dingin dan menyebabkan sekitar 10,000 kematian. kematian pada individu yang rentan,” tulis tim dari CNRS dan l'Université Grenoble Alpes dalam rilis media.
Meskipun penelitian ini dilakukan di laboratorium terkontrol, penelitian ini merupakan langkah penting dalam mengungkap mekanisme kompleks dari salah satu ancaman virus yang paling mudah beradaptasi dan persisten di dunia. Ketika influenza terus memberikan tantangan terhadap kesehatan global, wawasan tingkat molekuler menawarkan harapan bagi intervensi yang lebih tepat sasaran dan efektif.
Bagi masyarakat umum, penelitian ini menggarisbawahi kompleksitas virus yang luar biasa dan pertarungan yang sedang berlangsung antara inovasi ilmiah manusia dan patogen mikroskopis. Ini adalah pengingat betapa banyak yang telah kita pelajari – dan masih banyak lagi yang bisa ditemukan – tentang organisme kecil yang dapat memberikan dampak besar terhadap kesehatan manusia.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Dalam penelitian yang dipresentasikan, tim mengembangkan struktur mirip nukleokapsid heliks antiparalel rekombinan untuk mengeksplorasi interaksi dalam ribonukleoprotein (RNP) virus influenza A. Hal ini dicapai dengan menggunakan bentuk terpotong dari nukleoprotein virus (NP) yang dikombinasikan dengan fragmen RNA sintetis. Teknik eksperimental inti melibatkan mikroskop cryo-elektron (cryo-EM) untuk memvisualisasikan struktur pada resolusi hingga 3,0 Å. Konstruksi NP yang berbeda direkayasa, diekspresikan, dan dimurnikan, memungkinkan para peneliti untuk mengamati bagaimana variasi dalam NP berkontribusi terhadap pembentukan dan stabilitas struktur mirip nukleokapsid.
Hasil Utama
Penelitian ini berhasil memetakan rincian rumit arsitektur RNP virus influenza A dengan menggunakan cryo-EM, mengungkapkan bahwa penghapusan sebagian ekor terminal-NP NP menstabilkan perakitan mirip nukleokapsid. Manipulasi ini memfasilitasi pandangan rinci tentang interaksi NP-NP dan NP-RNA, menyoroti fleksibilitas protein dan implikasinya terhadap enkapsidasi RNA. Secara khusus, para peneliti menemukan bahwa memvariasikan panjang RNA mempengaruhi pembentukan heliks beruntai tunggal dan beruntai ganda, dengan panjang tertentu mendorong interaksi dan formasi perakitan yang lebih stabil.
Keterbatasan Studi
Salah satu keterbatasan penelitian ini adalah penggunaan versi NP dan RNA sintetik yang terpotong, yang mungkin tidak sepenuhnya mereplikasi interaksi dan konformasi alami yang ada dalam RNP virus influenza A. Lebih jauh lagi, meskipun cryo-EM memberikan wawasan struktural yang signifikan, resolusinya keterbatasan berarti bahwa beberapa interaksi pada tingkat atom mungkin tidak sepenuhnya terlihat. Oleh karena itu, ekstrapolasi temuan ini untuk memahami perilaku virus secara utuh dalam sistem biologis memerlukan pertimbangan yang cermat dan validasi lebih lanjut.
Diskusi & Kesimpulan
Temuan ini menggarisbawahi fleksibilitas nukleoprotein virus influenza A sebagai hal yang penting dalam kemampuannya merangkum RNA secara efektif, sebuah faktor yang mungkin mempengaruhi replikasi virus dan adaptasi inang. Kemampuan untuk memodifikasi NP untuk menstabilkan bentuk heliks yang berbeda memberikan alat yang berharga untuk penelitian lebih lanjut mengenai perakitan virus dan patogenisitas. Memahami mekanisme ini berpotensi mengarah pada strategi antivirus baru yang menargetkan komponen struktural virus.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didukung oleh Sekolah Pascasarjana Kimia Biologi Kesehatan Universitas Grenoble Alpes dan Agence Nationale pour la Recherche. Para penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan, memastikan ketidakberpihakan dan integritas penelitian dalam menyajikan temuan yang tidak memihak.
