p Quer fazer um vírus? É fácil:combine uma molécula de ácido nucléico genômico, DNA ou RNA, e um punhado de proteínas, sacudir, e em uma fração de segundo você terá um vírus totalmente formado. p Embora possa parecer o pior infomercial de todos os tempos, em muitos casos, criar um vírus é realmente simples. Vírus como a gripe se espalham de maneira tão eficaz, e como resultado pode ser tão mortal para seus hospedeiros, devido à sua capacidade de se automontar espontaneamente em grande número.

p Se os pesquisadores puderem entender como os vírus se agrupam, eles podem ser capazes de projetar drogas que previnam a formação de vírus em primeiro lugar. Infelizmente, como exatamente os vírus se montam há muito tempo permanece um mistério, porque acontece muito rapidamente e em escalas de comprimento tão pequenas.

p Agora, existe um sistema para rastrear vírus de tamanho nanométrico em escalas de tempo abaixo de um milissegundo. O método, desenvolvido por pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS), é o primeiro passo para rastrear proteínas individuais e moléculas genômicas em alta velocidade à medida que se reúnem para criar um vírus.

p A pesquisa foi liderada por Vinothan Manoharan, o Professor Wagner Family de Engenharia Química e Professor de Física, e foi publicado recentemente em ACS Nano . O grupo de Manoharan trabalhou em colaboração com pesquisadores da Universidade de Leiden, MIT, o Instituto Leibniz de Tecnologia Fotônica, a Universidade de Jena, e Heraeus Quarzglas, um fabricante de fibras ópticas.

p "Nosso objetivo é entender como os vírus conseguem se reunir espontaneamente, tão rápida e robusta, "disse Yoav Lahini, pesquisador associado, ex-Pappalardo Fellow no MIT, e co-primeiro autor do estudo.

p Identificar estágios intermediários críticos no processo de montagem pode ajudar os pesquisadores a entender como interferir neste processo, Lahini disse. Lançar luz sobre a física da automontagem também pode ajudar os engenheiros a projetar melhores nanomateriais sintéticos que podem se juntar espontaneamente.

p Existem dois desafios principais para rastrear a montagem de vírus:velocidade e tamanho. Embora a microscopia fluorescente possa detectar proteínas individuais, o composto químico fluorescente que emite fótons o faz a uma taxa muito lenta para capturar o processo de montagem. É como tentar observar a mecânica da asa do colibri batendo com uma câmera de stop-motion; ele captura partes do processo, mas faltam os quadros cruciais.

p Partículas muito pequenas, como proteínas do capsídeo, pode ser observado pela forma como eles espalham a luz. Esta técnica, conhecido como espalhamento elástico, emite um número ilimitado de fótons por vez, resolvendo o problema da velocidade. Contudo, os fótons também interagem com partículas de poeira, Luz refletida, e imperfeições no caminho óptico, tudo isso obscurece as pequenas partículas rastreadas.

p Para resolver esses problemas, a equipe decidiu aproveitar a excelente qualidade das fibras ópticas, aperfeiçoado ao longo de anos de pesquisa na indústria de telecomunicações. Eles projetaram uma nova fibra óptica com um canal em escala nano, menor do que o comprimento de onda da luz, correndo ao longo do interior de seu núcleo de sílica. Este canal é preenchido com líquido contendo nanopartículas, de modo que quando a luz é guiada através do núcleo da fibra, ele se espalha pelas nanopartículas no canal e é coletado por um microscópio acima da fibra.

p Os pesquisadores observaram o movimento de vírus medindo 26 nanômetros de diâmetro a uma taxa de milhares de medições por segundo.

p "Estes são os menores vírus a serem rastreados em escalas de tempo abaixo de um milissegundo, que são comparáveis ​​às escalas de tempo para a automontagem ", disse Rees Garmann, pós-doutorado no laboratório Manoharan e co-autor da pesquisa.

p A próxima etapa é rastrear não apenas vírus únicos, mas proteínas virais únicas, que dispersa 100 para 1, 000 vezes menos luz do que um único vírus.

p "Esta pesquisa é um passo à frente na observação e medição da automontagem de vírus, "disse Manoharan." A infecção viral envolve muitas vias moleculares e celulares complexas, mas a automontagem é um processo encontrado em muitos vírus diferentes. Esta tecnologia simples, que é barato, fácil e escalável, poderia fornecer um novo, maneira econômica de estudar e diagnosticar vírus. Do ponto de vista da física fundamental, compreender a automontagem de um sistema naturalmente evoluído seria um marco importante no estudo de sistemas complexos. "