Raziskovalci treh odsekov Kemijskega inštituta so skupaj z raziskovalci z Nacionalnega inštituta za biologijo ter inštituta Central European institute of technology v Brnu na Češkem z uporabo krio-elektronske mikroskopije prvi določili tridimenzionalno strukturo virusa Y krompirja ter virusu podobnega delca pri visoki ločljivosti. Strukturne in funkcijske raziskave regij plaščnega proteina virusa Y krompirja so pokazale njihovo ključno vlogo pri virusni okužbi, kar lahko v prihodnje omogoči učinkovitejše načrtovanje strategij za varstvo kulturnih rastlin.
Virus Y krompirja sodi med pet ekonomsko najpomembnejših in najbolj razširjenih rastlinski 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 krompirja okuži in se razširi po rastlini, kakšna je njegova interakcija z rastlino, pa tudi s prenašalci - listnimi ušmi.
V zadnjih letih je prišlo do izjemnega napredka v metodi, ki se imenuje krio-elektronska mikroskopija. To je elektronska mikroskopija pri zelo nizkih temperaturah, približno -195 stopinj Celzija. S pomočjo te metode so določili zgradbi virusa Y krompirja 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 podoben 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 delež raziskav.
Gre za prvo slovensko ekipo znanstvenikov, ki je raziskala in objavila strukturo bioloških kompleksov s pomočjo krio-elektronske 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 krio-elektronske mikroskopije pa bodo uporabili tudi pri drugih raziskovalnih projektih in predvsem z uporabo njihovega novega krio-elektronskega 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.
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. Krio-elektronska 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.
