Artikel Menarik & Sangat Detil Tentang Coronavirus (Ringkasan dan Terjemahan Dari Artikel Tulisan Carl Zimmer)

Artikel ini bagus banget, Https://www.nytimes.com/…/…/health/coronavirus-unveiled.html, penuh gambar dan ilustrasi 3D yang menarik. Beberapa poin menarik:

1. Virus itu lebih kecil daripada gelombang cahaya tampak jadi aslinya tidak memiliki warna. Sehingga cara mengambil fotonya adalah dengan menempatkannya di dalam cairan. Kemudian setetes dari cairan yang mengandung virus itu di bekukan dalam waktu kurang dari satu detik - untuk menghindari terbentuknya kristal es yang bisa merusak struktur virus yang akan di ambil fotonya. Kemudian cryoelectron microscope menembakkan elektron-elektron kepada es yang mengandung virus2 tadi, berdasarkan pantulan elektron-elektron itu kemudian komputer akan merekonstruksi foto virus tersebut. Gelombang cahaya tampak adalah sekitar 380 - 740 nanometer, sementara virus berukuran sekitar 120 nanometer.

2. Duri virus (spike protein) bergerak terus dan itu meningkatkan kemungkinan dia untuk menemukan lokasi tertentu di permukaan sel manusia yang dapat di infeksi, lokasi itu di sebut ACE2. Protein antibodi dapat memblok spike protein ini akan tetapi dia di lapisi gula yang memblok antibodi. Ketika sebagian kecil dari spike protein keluar menembus lapisan gula dan menemukan protein ACE2 pada permukaan sel manusia maka dia akan menempel dan masuk ke dalam sel tersebut. Proses infkeksi berlanjut dari situ.

 

 

 

3. Gen coronavirus adalah untaian molekul RNA dengan sekitar 30.000 kode genetik (A,G,C,U). Teks genetik itu menyimpan informasi yang dibutuhkan sel untuk membuat protein virus. Untaian ini tidak lurus tetapi berlipat-lipat dan semrawut dan rumit. Di beberapa tempat hanya membentuk lingkaran samping pendek. Di tempat lain, ratusan huruf RNA menggelembung menjadi lingkaran besar, dengan lingkaran lain yang muncul darinya, dan lebih banyak putaran (loop) lain keluar darinya. Bentuknya sangat rumit. Ada lebih banyak informasi yang dapat di simpan dalam bentuk lipatan dan loop untaian RNA, tidak hanya berapa banyak kode genetik yang tersimpan, tetapi bentuk untaian RNA juga bisa menjadi penyimpanan informasi ekstra. Studi mereka menunjukkan bahwa simpul ini memungkinkan virus untuk mengontrol ribosom kita, pabrik seluler kecil yang membuat protein. Setelah virus memasuki sel manusia, ribosom kita menempel pada untaian RNA dan meluncur ke bawah seperti mobil roller coaster yang berjalan di sepanjang lintasan. Saat ribosom melewati huruf genetik, mereka membangun protein dengan struktur yang sesuai. Para ilmuwan menduga bahwa putaran RNA dapat membuat mobil roller coaster keluar jalur dan kemudian memandunya ke tempat yang jauhnya ribuan titik lebih jauh.

Putaran lain memaksa ribosom mundur sedikit dan kemudian bergerak maju lagi. Cegukan kecil ini dapat menyebabkan virus membuat protein yang sama sekali berbeda dari rangkaian RNA yang sama.

 

 4. Protein virus yang dimuntahkan dari ribosom kita menyebar ke seluruh sel untuk melakukan tugas yang berbeda. Salah satunya, yang disebut Nsp1, membantu menguasai mesin molekul kita.

Joseph Puglisi, ahli biologi struktural di Stanford, dan rekan-rekannya mencampurkan protein Nsp1 dan ribosom bersama dalam tabung reaksi. Mereka menemukan bahwa protein Nsp1 menyelinap dengan rapi ke dalam cekungan di dalam ribosom tempat RNA biasanya masuk. (artinya dia bisa memblok riboson dari membaca kode RNA tertentu)

Dr. Puglisi mencurigai bahwa Nsp1 menghentikan sel kita membuat protein sendiri - terutama protein antivirus yang dapat menghancurkan virus. Tapi itu menimbulkan pertanyaan bagaimana virus membuat proteinnya sendiri.

Salah satu kemungkinannya adalah bahwa “entah bagaimana virus itu hanya meningkatkan kemampuannya untuk menghasilkan protein,” kata Dr. Puglisi. Dari waktu ke waktu, Nsp1 keluar dari ribosom, dan entah bagaimana virus melakukan pekerjaan yang lebih baik dalam memanfaatkan peluang singkat tersebut. “Kami berharap ini akan menjadi sesuatu yang sederhana,” katanya. “Tapi, seperti biasa dalam sains, ternyata tidak.”

5. Sementara Nsp1 memanipulasi ribosom, protein virus lain sibuk membuat virus baru. Setengah lusin protein berbeda berkumpul untuk membuat salinan baru RNA virus. Tetapi sesuatu yang luar biasa terjadi di sepanjang jalan: Bersama-sama, protein dan RNA secara spontan berubah menjadi tetesan/gumpalan, mirip dengan gumpalan di lampu lava. Gumpalan ini membantu keutuhan protein itu dengan mencegal protein2 lain yang tidak di inginkan untuk ikut masuk ke dalamnya.

6. Coronavirus dapat membujuk sel manusia untuk membentuk ruang baru untuk menampung materi genetiknya. Tetapi ketika Montserrat Bárcena, seorang ahli mikroskop di Leiden University Medical Center di Belanda, memeriksa ruang-ruang itu, dia bingung: Sepertinya tidak ada lubang di membran, sehingga tidak ada jalur bagi RNA virus yang baru di buat untuk keluar masuk.

Baru-baru ini, Dr. Bárcena dan rekan-rekannya melihat lebih dekat dan menemukan jalan keluarnya. Salah satu protein virus corona, yang disebut Nsp3, terlipat menjadi terowongan, yang kemudian menyambungkan dirinya sendiri ke dalam membran. Menjadi jalur keluar masuk.

7. Dalam hitungan jam, sel yang terinfeksi dapat membuat ribuan genom virus baru. Ribosom sel membaca gen mereka, memuntahkan lebih banyak protein virus. Akhirnya, beberapa protein dan genom baru itu berkumpul untuk membuat virus baru. Eksperimen terbaru menunjukkan bahwa, sekali lagi, SARS-CoV-2 menggunakan fisika lampu lava untuk keuntungannya. Protein yang disebut nukleokapsid menempel pada bintik-bintik di sepanjang untai RNA. Bersama-sama, molekul dengan cepat berubah menjadi gumpalan/droplets. Dengan ini mereka bisa menyimpan lebih banyak informasi pada ruang yang lebih kecil.

Untuk mensimulasikan virus-virus ini hingga ke setiap atom, Dr. Amaro mengumpulkan gambar-gambar protein dan RNA SARS-CoV-2 yang muncul. Dia dan rekan-rekannya kemudian membuat virus virtual pada superkomputer, yang masing-masing terdiri dari setengah miliar atom. Mesin ini kemudian dapat menggunakan hukum fisika untuk mensimulasikan gerakan virus setiap femtosecond: dengan kata lain, sepersejuta dari sepersejuta detik.

Amaro dan rekan-rekannya berharap dapat menggunakan virus simulasi untuk menjawab salah satu pertanyaan paling kontroversial tentang Covid-19: bagaimana virus menyebar dari orang ke orang.

Saat orang yang terinfeksi menghembuskan napas, berbicara atau batuk, mereka melepaskan tetesan kecil air yang mengandung virus. Tidak jelas berapa lama SARS-CoV-2 dapat bertahan dalam tetesan ini. Amaro berencana membuat tetesan ini, hingga ke molekul airnya masing-masing, di komputernya. Kemudian dia akan menambahkan virus dan melihat apa yang terjadi padanya.

8. Namun, gambar baru SARS-CoV-2 telah menjadi penting untuk memerangi pandemi. Pengembang vaksin mempelajari struktur virus untuk memastikan bahwa antibodi yang dibuat oleh vaksin melekat erat pada virus. Pengembang obat sedang meramu molekul yang mengganggu virus dengan menyelinap ke celah-celah protein untuk mengganggu mekanisme infeksi mereka.

Genom virus mungkin menawarkan target lain. Obat mungkin dapat mengunci loop dan lipatan RNA untuk mencegah virus mengendalikan ribosom kita. “Sangat penting bagi Anda untuk mengetahui bentuknya, sehingga Anda dapat mengembangkan zat kimia yang tepat untuk mengikat bentuk itu,” kata Dr. Rouskin.

Gladfelter, sementara itu, ingin melihat apakah fisika tetesan air yang mengandung virus dapat menawarkan jalur serangan baru terhadap SARS-CoV-2.

"Anda bisa mendapatkan senyawa yang akan membuatnya lebih lengket, membuatnya lebih seperti jelly," katanya.

9. Sementara beberapa bulan terakhir telah memberikan banyak data tentang virus, beberapa penelitian telah menjelaskan bahwa perlu waktu bertahun-tahun untuk memahami SARS-CoV-2.

Noam Stern-Ginossar dan rekan-rekannya di Weizmann Institute di Israel, misalnya, telah menemukan bukti bahwa virus membuat protein yang belum ditemukan para ilmuwan.

Dr. Stern-Ginossar dan rekannya mensurvei RNA virus dalam sel yang terinfeksi, menghitung semua ribosom yang membacanya. Beberapa ribosom berkerumun di sepanjang gen yang diketahui. Tetapi yang lain membaca gen yang belum pernah ditemukan sebelumnya.

Ribosom terkadang membaca hanya sebagian dari gen spike protein, misalnya. Agaknya mereka membuat mini-spike, yang mungkin melakukan beberapa pekerjaan penting untuk virus. Obat yang melumpuhkannya mungkin dapat menyembuhkan Covid-19.

Tetapi para ilmuwan bahkan tidak dapat menebak kemungkinan ini, karena belum ada yang melihat spike protein mini di alam liar. Dan hal yang sama akan berlaku untuk gen baru lainnya.

“Masing-masing akan membutuhkan pekerjaan tambahan untuk mengetahui apa yang mereka lakukan,” katanya. “Biologi membutuhkan waktu.”

Untuk melihat gambar 3D dan animasinya silahkan baca di artikel aslinya di bawah ini. Ini sebagian besar ringkasan dan terjemahan dari tulisan Carl Zimmer di New York Times. Https://www.nytimes.com/…/…/health/coronavirus-unveiled.html
Sumber video, Max Planck Society: https://www.mpg.de/15269546/sars-cov-2-spike-protein