হিউম্যান ইমিউনোডেফিসিয়েন্সি ভাইরাস (এইচআইভি) একটি ভয়ঙ্কর প্যাথোজেন। এটি দ্রুত পরিবর্তিত হয়; প্রকৃতপক্ষে, এটি অনুমান করা হয়েছে যে সময়ের একটি নির্দিষ্ট সময়ে, একজন একক ব্যক্তির মধ্যে এইচআইভির জেনেটিক বৈচিত্র্য এক বছরে ইনফ্লুয়েঞ্জা ভাইরাসের বৈশ্বিক বৈচিত্র্যের সমতুল্য। এছাড়াও, এইচআইভি এমন কাঠামো তৈরি করে যা অ্যান্টিবডি এবং ওষুধ দ্বারা স্বীকৃত এবং আক্রমণ থেকে নিজেকে রক্ষা করে। এই সমস্ত কারণগুলি এইচআইভিকে একটি বিপজ্জনক, চিকিত্সা করা কঠিন ভাইরাসে পরিণত করতে অবদান রাখে।
কিভাবে এইচআইভি হোস্ট কোষগুলিকে সংক্রামিত করে তার জৈবিক প্রক্রিয়া সম্পর্কে বিজ্ঞানীরা যত বেশি শিখবেন, তত ভাল চিকিত্সাগুলি ভাইরাসের প্রতিরক্ষায় প্রবেশ করতে এবং এটিকে ধ্বংস করার জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে। এখন, একটি নতুন গবেষণায়, ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির গবেষকরা পারমাণবিক স্কেলে একটি অধরা এইচআইভি প্রোটিনের গঠন চিত্র করেছেন। ফলাফলগুলি 22 নভেম্বর, 2023-এ নেচার জার্নালে "সিডি4-বাউন্ড এইচআইভি-1 এনভি হেটেরোট্রিমারের অন্তর্বর্তী কনফর্মেশনস শিরোনামে অনলাইনে প্রকাশিত হয়েছিল৷
ক্যালটেকের জীববিজ্ঞান এবং বায়োইঞ্জিনিয়ারিং এর অধ্যাপক ডাঃ পামেলা বজর্কম্যানের ল্যাবে নতুন গবেষণাটি পরিচালিত হয়েছিল। কাগজটির প্রথম লেখক হলেন ক্যালটেক পোস্টডক্টরাল পণ্ডিত কিম-মেরি ড্যাম এবং চেংচেং ফ্যান।
এইচআইভি প্রাথমিকভাবে টি কোষ নামক ইমিউন কোষকে আক্রমণ করে, তাদের নিষ্ক্রিয় করে যাতে তারা শরীরের অন্যান্য কোষকে সংক্রমণ থেকে রক্ষা করতে পারে না। যখন এইচআইভি একটি টি কোষে প্রবেশের জন্য প্রস্তুত হয়, তখন এটি বেশ কয়েকটি আকৃতি পরিবর্তন করে। এই পরিবর্তনগুলি ঘটে যাকে এই ভাইরাসের এনভেলপ প্রোটিন বলা হয় - অর্থাৎ এই ভাইরাসের পৃষ্ঠের প্রোটিন যা এইচআইভিকে হোস্ট কোষে প্রবেশ করতে দেয়। যেহেতু খামের প্রোটিনগুলি ভাইরাসের সংক্রমণ প্রক্রিয়ার জন্য এত গুরুত্বপূর্ণ, তারা ওষুধ বা ভ্যাকসিন বিকাশের জন্য ভাল লক্ষ্য।
এইচআইভি খামের প্রোটিন হল একটি "ট্রাইমার", একটি ট্রিপড আকৃতির ফুলের মতো: এতে তিনটি "স্টেম" বিভাগ রয়েছে, প্রতিটিকে বলা হয় gp41, এবং তিনটি "পাপড়ি" সংক্রমণ শুরু করার জন্য, তিনটি gp120 প্রোটিনের প্রতিটি CD4 নামক একটি রিসেপ্টরকে ধরে। টি কোষের পৃষ্ঠে। একবার তিনটি CD4 রিসেপ্টর তিনটি gp120 প্রোটিন দ্বারা জব্দ করা হলে, তারা হোস্ট কো-রিসেপ্টর দ্বারা স্বীকৃত সাইটগুলিকে প্রকাশ করে এবং খামের প্রোটিনের কান্ডে একটি সুচের মতো গঠন উপস্থিত হয়, যা ভাইরাসকে সংক্রামিত করতে এবং মানব কোষে প্রবেশ করতে দেয়। .
কিন্তু যদি এইচআইভি খামের প্রোটিনের gp120 "পাপড়ি" শুধুমাত্র এক বা দুটি CD4 রিসেপ্টর ধরতে পারে? ভাইরাসকে কোষে সংক্রমিত করার জন্য খামটি কি এখনও সম্পূর্ণ খোলা থাকবে? এই প্রক্রিয়াটি বোঝা ড্রাগ ডিজাইনের উপর একটি বড় প্রভাব ফেলতে পারে। যদি এক বা দুটি সিডি 4 রিসেপ্টর জিপি 120 দ্বারা জব্দ হওয়া থেকে প্রতিরোধ করা যায়, তবে এটি কি সংক্রমণ বন্ধ করার জন্য যথেষ্ট হবে? এই উত্তরহীন প্রশ্নের উত্তর দেওয়ার জন্য, এই লেখকরা gp120 দ্বারা আবদ্ধ শুধুমাত্র এক বা দুটি CD4 রিসেপ্টরের উপস্থিতিতে এইচআইভি খামের প্রোটিনগুলিকে চিত্রিত করার চেষ্টা করেছিলেন।
ড্যাম বলেছেন, "কাঠামোগতভাবে মধ্যবর্তী অবস্থায় অবস্থিত এইচআইভি খামের প্রোটিনগুলির গঠনকে চিহ্নিত করা এইচআইভি প্রোটিন কীভাবে কাজ করে তার একটি মৌলিক বোঝার জন্য মূল্যবান।"
কিন্তু এই কাঠামোগুলিকে ইমেজ করা একটি চ্যালেঞ্জ: জৈব রাসায়নিক কারণে, টেস্ট টিউবে শুধুমাত্র এক বা দুটি CD4 রিসেপ্টরের সাথে আবদ্ধ "হেটারোট্রিমার" বা খাম প্রোটিন তৈরি করা সহজ নয়। একটি উদ্ভাবনী প্রকৌশল পদ্ধতির মাধ্যমে, এই লেখকরা স্থিতিশীল হেটারোট্রিমার নির্মাণের জন্য একটি পরিকল্পনা তৈরি করেছিলেন। তারপরে তারা CD4 রিসেপ্টরগুলির সাথে আবদ্ধ ভঙ্গুর এইচআইভি খামের প্রোটিনের হেটেরোট্রাইমারের কাঠামোগত ছবি তোলার জন্য ক্রায়ো-ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি, একটি সূক্ষ্ম পরীক্ষামূলক প্রক্রিয়ায় ফ্যানের দক্ষতা ব্যবহার করে।
এই কাঠামোগুলি দেখায় যে যদি শুধুমাত্র এক বা দুটি CD4 রিসেপ্টর এইচআইভি এনভেলপ প্রোটিন দ্বারা আবদ্ধ থাকে, তাহলে এনভেলপ প্রোটিন সম্পূর্ণরূপে খুলতে এবং সংক্রমণের সাথে যুক্ত আকৃতি পরিবর্তন প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে অক্ষম হয়৷ ড্যাম বলেছেন, "এর দ্বারা উত্থাপিত প্রধান প্রশ্নগুলির মধ্যে একটি নতুন গবেষণা হল: খামের প্রোটিন যা পুরোপুরি খুলতে পারে না তা কি এখনও সংক্রমণের প্রচার করতে পারে?
প্রকৃতি থেকে ছবি, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06639-8।
Björkman এর দল তারপর ইয়েল ইউনিভার্সিটির ওয়ালথার মথেস ল্যাবের সাথে ফলাফলগুলি ভাগ করেছে, যা হিটেরোট্রিমারের চিত্রের অনুরূপ প্রচেষ্টা পরিচালনা করছিল। দুটি ল্যাবের মধ্যে তথ্য ভাগ করে দেখায় যে একটি পরীক্ষা টিউবে ইঞ্জিনিয়ারড হেটেরোট্রিমারের ফ্রি-ফ্লোটিং আচরণটি আরও "বাস্তববাদী" সংক্রমণের পরিস্থিতিতে এইচআইভি ভাইরাসের পৃষ্ঠের খামের প্রোটিনের আচরণের সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে মিল ছিল।
এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ আবিষ্কার কারণ এইচআইভি এনভেলপ প্রোটিনের দ্রবণীয় হেটারোট্রিমারগুলি নতুন থেরাপিউটিকস বিকাশের ভিত্তি হিসাবে ব্যবহৃত হচ্ছে এবং তারা প্রাকৃতিক প্রক্রিয়াগুলিকে সঠিকভাবে অনুকরণ করে কিনা তা বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।
স্ট্রাকচারাল বায়োলজি অধ্যয়ন যেমন এগুলি শুধুমাত্র এইচআইভি অধ্যয়নের জন্যই নয়, বিভিন্ন ধরণের ভাইরাসের অধ্যয়নের জন্যও গুরুত্বপূর্ণ," ড্যাম বলেছেন, "আমরা এইচআইভি থেকে অনেক কিছু শিখেছি৷ যখন কোভিড-19 মহামারী শুরু হয়েছিল, তখন আমরা HIV থেকে যা শিখেছি তা SARS-CoV-2-এ প্রয়োগ করেছি।"
Björkman বলেছেন, "একটি মধ্যবর্তী অবস্থায় এইচআইভি খামের প্রোটিন গঠনের এই পূর্বে অজানা কাঠামোগুলি হোস্ট এবং ভাইরাল ঝিল্লির ফিউশনের আগে রিসেপ্টর মিথস্ক্রিয়া দ্বারা চালিত কাঠামোগত পরিবর্তনগুলিতে আকর্ষণীয় নতুন অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে৷ আমাদের অধ্যয়ন শুধুমাত্র জটিলতা অন্বেষণের জন্য নতুন পথ খুলে দেয় না৷ এইচআইভি সংক্রমণ, কিন্তু মূল্যবান অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে যা থেরাপিউটিক ডিজাইনের মধ্যে সীমাবদ্ধ নয় এবং এইচআইভি-র পরিবর্তনশীল গতিবিদ্যা সম্পর্কে আমাদের সামগ্রিক বোঝার উন্নতি করে।"
