A Rockefeller Egyetem virológusai és a biofizikusai megírták a maguk történelmét. Ugyanis egy speciális mikroszkóp segítségével, amely csupán a sejtfelszínt világítja meg, elsőként láthatták valós időben, ahogyan molekulák százezrei épültek össze egy élő sejtben, létrehozva a vírus egyszerű molekuláját, amely maga a kevesebb, mint 25 év alatt 25 millió áldozatot követelő HIV.

Az eredmény, amelyet május 25-én publikáltak a Nature magazin online előzetesében, nem csak a halálos vírussal világszerte fertőzött többmillió ember kezelésében bizonyulhat hasznosnak, a folyamat megfigyelését lehetővé tévő technika szintén megváltoztathatja a tudósok gondolkodásmódját, illetve saját kutatásaik eddigi megközelítését.

A Paul Bieniasz HIV-szakértő és a képalkotó eljárást tökéletesítő Sanford Simon sejtbiofizikus irányítása alatt zajló kísérlet vezetője, Nolwenn Jouvenet elmondta: „valóban tanúi lehettünk egy vírus születésének, ez segít megválaszolni az eddigi kérdéseket, nem csak a virológia terén.”

A hagyományos mikroszkópokkal ellentétben, amelyek fénye áthalad az egész sejten, a teljes belső visszaverődésű fluoreszcencia mikroszkópia (Totatal Internal Reflection Fluorescence Microscopy/TIRFM) technikája csak a sejtek felszínét világítja meg, ahol a HIV molekulák összeálltak. „Mivel nem világítottuk meg a sejt belsejét, arra összpontosíthattunk, ami abban a pillanatban érdekelt minket” – mondta Simon professzor, a sejtszintű biofizikával foglalkozó Cellular Biophysics laboratórium vezetője.

Amikor a fénysugár áthatol a lencsén és eléri a sejt felületét, a fényből származó energia felfelé terjed, bevilágítva az egész sejtet. Ám, ha a fénysugár meredek szögből érkezik, a fény energiája visszatükröződik a fedőlemez üvegéről, és lefelé terjed tovább, csupán azokat a folyamatokat világítva meg, amelyek a sejtmembránon kívül mennek végbe. Leminimalizálva ezeket a sejtek felszínére, a kutatócsapat elsőként dokumentálta azt az időt, amely minden HIV-molekula vagy bármely más vírus összeépüléséhez szükséges: 5-6 perc. „Fogalmunk sem volt, hogy a folyamat milliszekundumokat vagy netán órákat vesz-e igénybe” – tette hozzá Jouvenet.

Ez volt az első alkalom, hogy valaki végigkísérte egy vírus születését – mondta Bieniasz professzor, aki a Rockefeller retrovírusokkal foglalkozó laborjának, valamint a szerzett immunhiányos tünetegyüttest kutató AIDS központ vezetője. Bizonyítandó, hogy valóban vírus molekulákat láttak összeépülni a sejtfelszínen (nem egy már felépült vírust, amely a sejt belsejéből lépett be a mikroszkóp látóterébe), a kutatók megjelölték a fő vírusfehérjét, a Gag proteint, olyan fluoreszkáló molekulákkal, amelyek színe megváltozik, amint túl közel kerülnek egymáshoz.

Noha számos különböző komponens alkot egyetlen viriont (inaktív vírusrészecskék), a Gag fehérje nélkülözhetetlen az összeépüléshez. Ez hozzákapcsolódik a sejthártya belső falához, és ha kellő mennyiségű Gag molekula halmozódik fel egy területen, spontán gömbformává egyesülnek. A kutatók úgy találták, hogy a Gag molekulák a sejtek belsejéből jelennek meg, és annak felületén mozognak. Mikor elég mennyiségű Gag molekula gyűlik össze, megkezdődik az összeépülés, majd az éretlen vírusrészecskék lebomlanak a membránról, amelyekből a további érésük során kialakulnak az érett vírusrészecskék.

Ennél a pontnál a kutatók bebizonyították, hogy a virion egy magányos entitás, amely nem szorul a sejt erőforrásaira. Az optikai és fiziológiai trükköket használva képesek voltak megfigyelni a vírus összeépülésének, sarjadzásának és kihasadásának lépéseit magán a sejt felületén. Ezáltal el tudják kezdeni a vírusszületés vonalainak felvázolását.