Tutkijat purkasivat viruksen "Enigma"-koneen

Leesdsin ja Yorkin yliopiston tutkijat ovat löytäneet viruksen RNA:han piilotetun koodin, joka ohjaa viruksen kokoonpanoa.

Yksijuosteisen RNA-viruksen koodi sisältää geneettisen informaation sekaan piilotetun ohjeen viruksen pakkaamisesta suojakuoreensa.

Yksijuosteiset RNA-virukset ovat yksinkertaisimpia viruksia ja niiden uskotaan kehittyneen ensimmäisinä. Ne ovat kuitenkin tehokkaimpia infektioiden aiheuttajia. Tämän virustyypin tunnetuimpia edustajia ovat hepatiitti C, HIV ja norovirus.

Viruksen salaisen koodin purkaminen tapahtui kolmessa vaiheessa.

• Vuonna 2012 Leedsin yliopiston tutkijat havaitsivat yksijuosteisen RNA-viruksen pakkaavan itsensä ulkoiseen suojakuoreen. Pakkautuminen on hyvin vaativa tehtävä, koska viruksen ytimen on laskostuttava tietyllä tavalla, jotta se mahtuu suojakuoreen. Virus kykenee ratkaisemaan tämän pirullisen vaikean tehtävän millisekunneissa. Tutkijoiden seuraava tehtävä oli selvittää kuinka virukset tekivät tämän.


• Yorkin yliopiston matemaatikko tohtori Eric Dykeman ja professori Reidun Twarock yhteistyössä Leedsin yliopiston tutkijoiden kanssa kehittivät matemaattisia algoritmeja virusten pakkauskoodin purkamiseksi ja koodin mallintamiseksi.


• Tutkimuksen viimeisimmässä vaiheessa tutkijat ovat purkaneet viruksen koodin. Fluoresenssi spekroskopian avulla he kykenivät seuraamaan tupakan nekroosiviruksessa pakkauskoodin ajoa.

"Me olemme jo vuosia tienneet, että RNA sisältää ohjeet viruksen proteiinien valmistamiseksi, mutta me emme ole tienneet, että tämän geneettisen informaation sekaan on piilotettuna myös ohjeet viruksen kokoonpanoa varten. On kuin olisimme löytäneet tavallisen uutistekstin seasta salaisen viestin, jonka olemme nyt onnistuneet purkamaan," tohtori Roman Tuma kertoo.

"Me voimme myös valmistaa molekyylejä, jotka häiritsevät tämän koodin toimintaa pysäyttäen virusten kokoonpanon."

"Enigma-kone vertaus on sopiva. Ensimmäiset havainnot viittasivat jonkinlaisen koodijärjestelmän olemassaoloon ja niinpä me ryhdyimme selvittämään sitä uusilla räätälöidyillä tietokonealgoritmeilla. Me löysimme useita hajautettuja toimintamalleja, jotka toimivat uskomattoman tarkassa yhteistyössä ja lopulta me kykenimme löytämään viestit. Olemme nyt osoittaneet, että tietokonemallimme osaa lukea virusten koodia," professori Reidun Twarock kertoo.

Mielenkiintoista. Yksinkertaisin virus ei olekaan niin yksinkertainen. Sen RNA-koodi sisältääkin geneettisen informaation lisäksi salaisen kokoonpanokoodin, jonka selvittäminen vaati paljon työtä ja tarkoin suunniteltuja tietokonealgoritmeja.

Kokoonpanokoodin olemassaolo ei sinällään ole kovin suuri yllätys. Eihän mikään monimutkainen toimiva laite rakennu ilman tarkkaa suunnittelua ja kokoonpano-ohjetta. Nyt tiedämme, että tämä pätee myös viruksiin. (Kehitysoppiin uskovat voivat ja saavat tietenkin korvata "suunnittelua"-sanan "evoluutiota"-sanalla)

Tutkijat havaitsivat myös, että viruksen koodausjärjestelmä koostuu useita toimintamalleista, joiden täytyy olla "uskomattoman tarkassa" yhteistyössä keskenään.

Evoluutio perustuu mutaatioihin. Mikä mahtaa olla satunnaisten mutaatioiden vaikutus kaksi informaatiokoodia sisältävässä viruksen RNA-koodissa? Kärsiikö koodausjärjestelmän uskomaton tarkkuus?

Karvakuono kysyi mutaatioiden vaikutusta professori Reidun Twarockilta ja hän kertoi ryhmänsä työskentelevän myös tämän asian parissa:

Dear Raimo,

Many thanks for your message. This is one of the projects we are working on at the moment in my group, so please watch this space... :-)

Cheers, 

Reidun

Tieteen rakkikoira thanks professor Reidun Twarock for the additional information.


Lähde:

http://www.leeds.ac.uk/news/article/3660/researchers_discover_viral_enigma_machine