Virus kecil. Sangat kecil. Ada 1.000 kali lebih kecil dari diameter rambut manusia. Begitu mereka menyerang dan menempel pada sel, mereka cenderung bergerak lambat, yang memungkinkan untuk melihatnya di bawah mikroskop elektron. Tetapi sebelum itu, ketika mereka semua sendirian, mereka hanya potongan kecil materi genetik dalam mantel protein, menggeliat dalam pola yang tak terduga, membuat mereka hampir mustahil untuk dilacak. Ini telah lama menjadi masalah bagi ahli virus, yang ingin melacak virus untuk lebih memahami perilaku mereka.
Konten terkait
- Lendir Kodok Ini Membunuh Virus Flu
- Mencoba Tidak Sakit? Sains Mengatakan Anda Mungkin Melakukannya Salah
Sekarang, para peneliti di Universitas Duke telah mengembangkan cara untuk melakukan hal itu - menonton virus yang tidak terikat bergerak secara real time. "Virus cam" ini dapat memberikan wawasan tentang bagaimana virus masuk ke dalam sel, berpotensi menimbulkan cara baru untuk mencegah infeksi.
“Apa yang kami coba lakukan adalah mencari tahu bagaimana virus berperilaku sebelum mereka berinteraksi dengan sel atau jaringan, sehingga kita berpotensi menemukan cara baru untuk mengganggu proses infeksi, ” kata Kevin Welsher, ahli kimia yang memimpin penelitian. Temuan ini baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Optics Letters .
Sebuah video oleh virus cam mewakili jalur lentivirus, bagian dari sekelompok virus yang menyebabkan penyakit mematikan pada manusia, ketika bergerak melalui solusi air garam, bepergian di daerah yang hampir tidak lebih luas dari rambut manusia. Perubahan warna dalam video mewakili perjalanan waktu - biru di awal, bergerak ke merah di akhir.
Gambar ini menunjukkan jalur 3-D dari lentivirus individu yang bergerak melalui larutan air garam. Warna mewakili waktu (biru adalah yang paling awal, merah adalah yang terbaru). (Universitas Duke) Perilaku virus yang tidak terikat adalah "semacam wilayah yang belum dijelajahi, " kata Welsher. Dia menyamakan mencoba menonton virus yang tidak terikat dalam tindakan untuk melacak pengejaran mobil berkecepatan tinggi dengan satelit.
"Virus Anda adalah mobil kecil, dan Anda mengambil gambar satelit dan menyegarkannya secepat mungkin, " katanya. "Tapi kamu tidak tahu apa yang terjadi di antara keduanya, karena kamu dibatasi oleh kecepatan penyegaranmu."
Virus cam lebih mirip helikopter, katanya. Ini benar-benar dapat mengunci posisi virus dan menontonnya terus menerus. Kamera ini dibangun oleh peneliti postdoctoral Duke, Shangguo Hou, yang memasang mikroskop untuk menggunakan laser untuk melacak virus sehingga dapat dilihat oleh platform mikroskop, yang dirancang untuk merespon dengan sangat cepat terhadap umpan balik optik dari laser.
Virus cam sangat menarik karena dapat mengunci posisi virus, kata Welsher, tetapi sekarang hanya itu yang dilakukannya. Melanjutkan analogi mengejar mobil, ia menyamakan cam virus dengan helikopter yang mengikuti mobil tetapi tidak dapat melihat sekelilingnya - jalan, gedung, mobil lain. Langkah mereka berikutnya adalah bergerak lebih jauh dari sekadar melacak posisi virus untuk mencoba memahami lingkungannya. Welsher dan timnya ingin mengintegrasikan virus cam dengan pencitraan 3D permukaan sel, untuk melihat bagaimana virus berinteraksi dengan sel sebelum mencoba menembusnya.
Ini bukan pertama kalinya para peneliti menangkap partikel individu bergerak secara real time. Tiga tahun lalu, ketika berada di Princeton, Welsher sendiri mengembangkan metode pelacakan manik fluorescent mirip virus yang terbuat dari partikel nano plastik yang bergerak ke membran sel.
Virus lebih sulit dilacak daripada manik-manik karena, tidak seperti manik-manik, virus tidak memancarkan cahaya dengan sendirinya. Memberi tanda pada virus dengan partikel fluoresen membuat virus lebih mudah dilihat, tetapi partikel itu jauh lebih besar daripada virus itu sendiri sehingga cenderung mengganggu cara virus bergerak dan menginfeksi sel, menurut Welsher. Mikroskop baru, karena umpan balik optik yang disediakan oleh laser, dapat mendeteksi cahaya yang sangat redup yang dilepaskan oleh protein fluoresens kecil, yang jauh lebih kecil dari virus. Jadi Welsher dan timnya memasukkan protein fluorescent kuning ke dalam genom virus untuk memungkinkannya dilacak tanpa mengubah cara bergeraknya.
Para ilmuwan juga menemukan cara lain untuk melacak hal-hal yang sangat kecil. Satu tim menggunakan algoritma untuk melacak virus, melatih mikroskop mereka tentang di mana algoritma memprediksi virus akan berada. Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti Inggris juga mengembangkan mikroskop optik yang sangat sensitif yang dapat melihat struktur sekecil 50 nanometer, sekecil virus. Ini memungkinkan mereka untuk melihat virus melakukan pekerjaan mereka di dalam sel hidup, sedangkan mikroskop elektron hanya dapat digunakan untuk sel mati, yang disiapkan khusus.
Setelah ahli kimia memahami lebih lanjut tentang bagaimana virus berinteraksi dengan sel, ahli virologi dan biologi molekuler dapat terlibat untuk melihat bagaimana perilaku mereka dapat dimanipulasi, mungkin menghentikan mereka sebelum mereka menginfeksi sel yang sehat.
"Skenario yang ideal adalah kami menemukan beberapa wawasan yang dapat ditindaklanjuti, " kata Welsher.
