Chương 3. Mô hình bề mặt đơn giản của virut
3.1 Kết quả thực nghiệm đối với thực khuẩn thể MS2
Các nghiên cứu trước đây về tính chất điện động của hạt nano xốp thường tập trung vào các tính chất bề mặt của hạt xốp. Bằng phương pháp hoá học để rút lõi ARN của thực khuẩn thể MS2, bài báo 17 đã so sánh được trực tiếp các tính chất điện động của thực khuẩn thể MS2 còn nguyên (MS2 chưa xử lí) và thực khuẩn thể MS2 đã mất ARN (MS2 mất ARN). Sau đây là một số kết quả đo đạc chính mà các tác giả đã thu được.
Hình 3.1: Hình ảnh chụp MS mất ARN (a) và MS2 chưa xử lí (b) bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
a b
Hình ảnh chụp cho thấy thực thể khuẩn MS2 mất ARN (hình a) có chứa vùng tối bên trong là do sự thâm nhập của thuốc nhuộm vào bên trong của vỏ, trong khi các thực thể khuẩn MS2 chưa xử lí vẫn có màu trắng (hình b). Các tác giả cũng đã làm một số thí nghiệm liên qua đến tính lây nhiễm và cũng thu được kết quả là nhóm virut MS2 mất ARN không còn khả năng truyền bệnh nữa.
Hình 3.2 là kết quả tán xạ tia X góc nhỏ (Small-Angle X-ray Scattering- SAXS). Phổ thu được cho cả hai trường hợp virut trên hình 3.2a cho ta thấy hình dạng của cả hai loại hạt đều là dạng hình cầu đúng như mong đợi. Cả hai đều có cấu tạo từ một lõi có mật độ electron hằng số, và được bao bọc bởi một vỏ có nồng độ electron là hằng số khác, tượng trưng tương ứng cho lõi ARN bên trong và vỏ protein bên ngoài.
Hình 3.2: Hình ảnh SAXR cho MS2 và MS2 mất ARN có nồng độ khác nhau và tách riêng trong môi trường 100mM CaCl2.
Hình 3.2: Hình ảnh SAXS của MS2 và MS2 mất ARN có nồng độ khác nhau và tách riêng trong môi trường 100mM CaCl2.
b
c
Các kết quả mật độ electron của MS2 chưa xử lí (hình 3.2b) và MS2 mất ARN (hình 3.2c) đều được vẽ theo chuẩn của nồng độ của protein bao quanh bên ngoài đối với từng hạt. Rõ ràng, trong khi nồng độ ở lõi đối với MS2 bình thường bằng 49% so với nồng độ ở vỏ protein, nồng độ này giảm xuống còn 3.7% trong trường hợp chỉ có vỏ protein ở MS2 mất lõi ARN. Do đó, mặc dù MS2 có hình dạng, kích thước tương đương với MS2 mất ARN song chúng lại có nồng độ electron khác nhau rõ rệt.
Kết quả thu được tiếp theo là kết quả đo tính chất điện động của hai loại virut mẫu. Trên hình 3.3, độ linh động điện chuyển (electrophoretic mobility - EPM) của MS2 và MS2 mất ARN trong dung dịch NaCl 1mM là như nhau trong suốt khoảng pH thử. Giá trị này dương ở nồng độ pH thấp và trở thành âm khi độ pH tăng. Xu hướng này là hợp lí do sự mất proton của các nhóm chức trên vỏ virut.
Các tác giả cũng đo độ linh động điện chuyển EPM của MS2 chưa xử lí và MS2 mất ARN ở nồng độ pH 5.9 với nồng độ ion thay đổi từ 0.1mM đến 600mM và cũng thu được kết quả tương tự như hình 3.4a. Cả hai loại hạt đều trở nên ít điện tích âm hơn khi nồng độ ion tăng do sự suy giảm của lớp phân cách. Kết quả tương tự khi đo độ linh động điện chuyển EPM cũng thu được khi đo hai loại hạt này trong dung dịch có chứa CaCl2 200mM (hình 3.4b). Đối với cả trường hợp của MS2 và MS2 mất ARN giá trị EPM đều bớt âm hơn trong dung dịch Ca2+ có khả năng trung hoà điện tích của vỏ capsid và lõi (với MS2 chưa xử lí).
Hình 3.3: Độ linh động điện chuyển của MS2 chưa xử lí và MS2 mất ARN trong dung dịch 1mM NaCl có nồng độ pH thay đổi do HCl và NaOH.
Mặc dù sự tương tác của ion Ca2+ và Na+ lên lõi ARN và vỏ capsid protein là khác nhau nhưng các giá trị độ linh động điện chuyển EPM đo được đều giống nhau trong cả trường hợp của MS2 và MS2 mất ARN trong dung dịch điện phân. Điều đó chứng tỏ rằng sự mất lõi ARN không ảnh hưởng đến độ linh động điện chuyển của virut.