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X射线软显微镜显示病毒病原体如何渗透人体细胞

X射线软显微镜
发布:2021-04-02 11:24:53    

病毒病原体如何成功穿透人体细胞?他们使用哪些细胞机制来有效增殖,并在此过程中如何改变宿主细胞的结构?这些问题是泛欧研究项目“紧凑型细胞成像设备”(CoCID)的重点,海德堡的科学家在其中发挥了主要作用。

为了推进对病毒性疾病的研究,该项目的目的是开发一种特别合适的细胞成像方法-迄今为止在研究人员中还很有限-在医学研究中得到广泛应用。

为此,欧洲联盟将资助由都柏林大学学院(爱尔兰)协调的病毒学家和影像专家联盟,在2024年底之前拨款将近570万欧元。总共,海德堡大学和海德堡将获得约160万欧元。大学医院。

海德堡大学有机研究中心(COS)的Venera Weinhardt博士解释说,细胞成像的一种特别高性能的方法是软X射线显微镜(SXM)。她是一名物理学家,专门研究创新的X射线程序,并与海德堡大学医院传染病学系分子病毒学系主任Ralf Bartenschlager博士合作。“ SXM利用软X射线光谱的特殊特性,观察单个完整细胞的内部并生成其整个内部结构的三维图像。

韦因哈特博士说。“因此,软X射线显微镜明显不同于传统方法,如电子显微镜,可以使单个部分可视化,而不是整个细胞内部可视化。”

到目前为止,SXM只能在全球的五个研究站进行,这类显微镜所需的照明由称为同步加速器的巨大粒子加速器提供。因此,CoCID的主要特征在于进一步开发一种微型软X射线方法,该方法已获得都柏林大学分拆公司SiriusXT的专利。它打算在将来广泛使用。

"SiriusXT开发的SXM显微镜性能一样好,但体积小很多倍,价格便宜,而且速度非常快。”

海德堡大学生物研究中心Venera Weinhardt博士

科学家将通过基准测试和与其他日常应用系统的比较来为优化原型做出重大贡献。

从病毒学的角度来看,海德堡研究人员在研究SARS-CoV-2时对这种新方法的潜力特别感兴趣。Bartenschlager教授的工作组主要关注该病毒如何对其宿主细胞进行重新编程。据他介绍,在美国加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的韦恩哈特博士的领导下创建的SXM图像在这方面已经很有希望。

在与海德堡的欧洲分子生物学实验室(EMBL)的合作协议框架内,还证明可能产生感染SARS-CoV-2的细胞的三维图像。

“通过处理这些图像,我们对与病毒感染的细胞相关的成像起着什么作用有了一个很好的认识,我们可以将这些发现传递给CoCID联盟。都柏林已经投入运行,我们还将提供受感染细胞的样本,与可用的图像进行直接比较,并为数据解释提供支持。” Bartenschlager教授说。

海德堡专家预计,日常使用的软X射线显微镜将比现有程序具有明显的优势。例如,当前的SXM设施只能处理一部分查询。Bartenschlager教授:“对于新型病毒(如SARS-CoV- 2,这是我们学习的新知识,并且每天都会变化。”

除了海德堡大学的科学家外,“紧凑型细胞成像设备”项目还吸引了来自芬兰,爱尔兰和西班牙的研究人员。该项目为期四年,从今年年初开始,是在欧盟Horizo​​n 2020计划的背景下进行的。

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