ویروس‌ها برای حفاظت از مولفه‌ی ژنتیکی‌شان، خود را با پوسته‌ای از جنس پروتئین به نامِ کپسید (capsid) می‌پوشانند. بیش‌ترِ کپسید‌ها تقارنِ بیست‌وجهی دارند (مانندِ تاسی که 20 وجه دارد). کپسیدهای بیست‌وجهیِ بزرگ‌تر٬ شکلِ پخ‌تری نسبت به نمونه‌های کوچک‌تردارند. در مجله‌ی Physical Review Letters گزارشی از آزمایش‌های انجام شده بر روی کپسید‌های پروتئینی به چاپ رسیده است. در این آزمایش‌ها پژوهش‌گران کپسید‌های ویروسی را با استفاده از میکروسکوپِ نیروی اتمی (AFM)٬ جابه‌جا می‌کنند. این پیش‌گویی در طول دهه‌ی گذشته همواره مطرح بوده که کپسیدهای 20 وجهی بزرگ‌تر، پخ‌تر هستند. هم‌اینک به کمکِ این روش، امکان تایید این پیشگویی قدیمی فراهم شده است.

(Klug et al., Phys. Rev. Lett. (2012

 در هر یک از رئوسِ یک ساختارِ بیست‌وجهی، پنج‌وجهی و شش‌وجهی‌ها در همسایگیِ یک‌دیگر قرار می‌گیرند. این درحالی‌ست که از نظرِ هندسی، تقارنِ پنج و شش‌وجهی‌های همسایه با یک‌دیگر هم‌خوانی ندارد. این ناهم‌خوانی در کپیسید‌های بیست‌وجهی، نوعی کششِ ذاتی و یا پیش‌تنش (pre-stress) ایجاد می‌کند. پژوهش‌گران در سالِ 2003 و با استفاده از نظریه‌ی کشسانی نشان دادند که به دلیلِ همین پیش‌تنش، کپسید‌هایی که قطرِ آن‌ها  از یک مقدارِ بحرانی بیش‌تر است، در رئوسِ خود دچارِ خمیدگی شده و شکل پخ‌تری پیدا می‌کنند. نظریه‌ی کشسانی در موردِ موادِ هم‌گن به کار می‌رود، اما کپسیدها از واحدهای مجزای پروتئینی ساخته می‌شوند. به همین دلیل مشخص نیست که این نوع پیشگویی‌ها برای ویروس‌های واقعی کاربرد داشته باشند.

William Klug  از دانشگاهِ کالیفرنیا واقع در لس آنجلس به همراهِ هم‌کارانش، برای اندازه‌گیریِ پیش‌تنش در کپسید‌ها روشی غیر مستقیم یافته‌اند. این گروه مقدارِ نیروی لازم برای نابودیِ کپسیدِ مربوط به ویروسِ ساده‌ی تب‌خال (به عنوانِ یک ویروسِ بزرگ) را با استفاده از نوکِ حساسِ یک میکروسکوپ AFM اندازه‌گیری کردند. آن‌ها متوجه شدند که نیروی لازم برای نابودیِ یک کپسیدِ سالم و دست‌نخورده، بیش‌تر از کپسیدی‌ست که پروتئین‌هایش را از دست داده و دارای سوراخی در راس‌هایش است.

Klug  و هم‌کارانش می‌گویند برای توضیحِ این‌که چرا کپسید‌های دست‌نخورده سخت‌تر هستند، مدلِ پیش‌تنش موردِ نیاز است. نتیجه‌های گروه با پیشگویی‌های موجود بر مبنای نظریه‌ی کشسانی، سازگار هستند. این سازگاری کاربردهای نظریه‌ی کشسانی را در زمینه‌ی مونتاژِ ماکرومولکول‌ها پیشنهاد می‌دهد.

منبع

http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.109.168104