Нов модел на грипния вирус показва слабостите си - Новини - медицински сървър
Учени от Изследователския институт Scripps (TSRI) постигнаха значителен напредък в разбирането как грипният вирус се репликира вътре в заразените клетки. Изследователите са използвали авангардни техники на молекулярна биология и електронна микроскопия, за да „разгледат“ в детайли един от протеиновите комплекси на грипа. Изображенията, генерирани по време на изследването, показват протеините на грипния вирус в процес на самовъзпроизвеждане, подчертавайки слабите места на вируса, което несъмнено ще представлява интерес за разработчиците на лекарства.
В сърцето на всеки грипен вирус са осем рибонуклеопротеина, малки молекулярни машини, които са жизненоважни за способността на вируса да оцелее и да се разпространи в своя гостоприемник. Всеки RNP съдържа сегмент - обикновено един ген, кодиращ протеин - от РНК вирусния геном. Такъв сегмент от вирусна РНК е покрит със защитен вирусен нуклеопротеин и има структура, която наподобява усукана верига. Свободните краища на тази усукана примка се държат от ензима полимераза на грипния вирус, който изпълнява две централни задачи на вирусната репродукция: създаването на нова вирусна геномна РНК и създаването на РНК транскрипти, които ще се превърнат във вирусни протеини.
Освен че е важна за обикновените инфекции, грипната полимераза съдържа някои ключови "видови бариери", които предотвратяват, например, вирусите на птичия грип да заразят бозайници. В миналото мутации в ключови точки на ензима са позволили на вируса да зарази нови видове. И така, изследователите се опитаха да открият някои подробности за взаимодействието на грипната полимераза и други RNP.
Получаването на тези подробности беше наистина трудна задача. единедна от причините е фактът, че грипните рибонуклеопротеини са сложни групи, които е изключително трудно да се синтезират ефективно в лаборатория. Гените на грипната полимераза са особено устойчиви на експресия в тестови клетки и протеините, които те произвеждат, съществуват като три отделни фрагмента или субединици, които трябва по някакъв начин да се самосглобят. Досега единствените грипни рибонуклеопротеини, които са създадени в лабораторията, са съкратени версии на RNP, чиито структури не съвпадат точно с тези на естествените грипни RNP. Изследователите също са ограничени в количеството вирусен материал, който могат да използват за такова изследване.
С течение на времето Kirchdörfer пречиства достатъчно RNP от грип, за да бъде анализиран с електронен микроскоп от екипа за автоматизирано молекулярно изобразяване на TSRI, ръководен съвместно от Carreger и Potter.Безпрецедентно
Електронните микроскопи създават изображения с висока разделителна способност на своите малки мишени, използвайки електрони, а не фотони от светлина. Изображенията разкриха множество, ясно показани RNP комплекси. За изненада на Мьолер и колегите му, в много от тях RNP има процеси, които не са били известни досега. „Те се разклоняваха – това беше много вълнуваща гледка“, казва той.
„По същество това бяха изображения на репликиращи се RNP на грип, т.е. нещо, което никога досега не сме виждали“, казва Кирхдорфер. Тези и други данни, получени от изображения на десетки хиляди индивидуални RNP, позволиха на изследователския екип да формира най-пълния модел на структурата и функцията на грипните RNP до момента. Моделът показва в детайли как полимеразата се свързва със своя RNP, катотой изпълнява сложната задача за транскрибиране на вирусни гени и как индивидуалните копия на вирусната полимераза допринасят за завършването на процеса на репликация на RNP. „Сега успяхме да вземем много от това, което вече знаехме за вирусния RNP преди и да го картографираме към определени части от структурата на RNP“, казва Kirchdoerfer.
Нов модел на грипния вирус подчертава някои от слабите страни на вируса. Едната е промяната на формата, на която трябва да претърпи полимеразната субединица (улавяне на вирусната РНК и издърпването й до активното място на втората субединица) по време на транскрипцията на вирусния ген. Второто е ключовото взаимодействие между полимеразата и вирусните нуклеопротеини. Грипните RNP са дълги и гъвкави и се извиват на микроскопични изображения; съответно, структурният модел остава само незначително финозърнест. „Разбира се, не можете да разработите лекарства само въз основа на този модел“, казва Кирхдорфер. „Въпреки това, сега имаме много по-добра представа за това как работи грипният RNP, което предполага някои възможности за по-ефективни лекарства срещу грип.“