Обнаружено секретное оружие вирусов

Дэниел Хэберт (Daniel Hebert) и его аспирант Роберт Дэниелс (Robert Daniels), ученые из университета в г. Амхерсте (штат Массачусетс, США), выяснили, почему один вирус может поражать клетку эффективнее другого. Оказалось, что два белка, входящие в состав вируса и скрытые внутри третьего белка, могут при определенных условиях выйти наружу и врезаться в мембрану, которая в обычном состоянии непроницаема.

Эта работа имеет очень важные последствия - можно научиться бороться с вирусами, которые инфицируют почки, дыхательную систему и мозг. Кроме того, ученые смогли понять, как вирусы используют внутреннее строение клетки-хозяина.

Исследование вируса SV40

Исследователи изучали вирус Simian (SV40), небольшой шарообразный вирус, относящийся к роду полиомавирусов, не имеющих защитной оболочки (такая оболочка характерна для многих других вирусов). Этот вирус давно стал модельным объектом при исследовании функционирования вирусов ДНК-типа.

Д-р Хеберт на качественном уровне разобрался, как происходит заражение клетки вирусом SV40, который содержит всего 6 белков и молекулу ДНК. Ранее было подробно выяснено, как вирус SV40 проникает в эндоплазматический ретикулум - разветвлённую сеть трубочек и карманов, окружённых мембраной, где, среди прочих молекул, присутствуют белки, углеводы и жиры. Но до сих пор не было ясно, как геном вируса попадает из эндоплазматического ретикулума в ядро клетки, где и происходит копирование генетического материала и размножение вирусов

Исследователи научились вырезать отдельные гены, кодирующие белки вируса. Особый интерес вызвали структурные белки под названием VP1, VP2 и VP3. При взгляде на вирус SV40 снаружи можно видеть только повторяющиеся фрагменты белка VP1, который и образует шарообразную форму вируса, похожего на мячик для гольфа. Белки VP2 и VP3 присоединены к белку VP1 изнутри этой сферы.

Секретное оружие

Удаление генов, ответственных за синтез этих белков, иногда приводило к тому, что вирус терял свои инфекционные свойства. Д-р Хеберт провел эксперименты по удалению этих генов и дальнейшему наблюдению за поведением вируса в эндоплазматическом ретикулуме.

Если вырезать ген, кодирующий VP2 или VP3, а также VP2 и VP3 вместе, то любой из этих вирусов-мутантов будет неспособен к инфицированию клетки.

Обычно белки, входящие в состав мембран, не присутствуют в каких-либо других структурах. Но д-р Хеберт обнаружил странную вещь. Белки VP2 и VP3 в том случае, когда они существуют в совокупности с белком VP1, не являются мембранными белками. Однако каждый по отдельности VP2 или VP3 может встраиваться в мембрану и с помощью этого механизма могут в принципе создавать поры, через которые вирусная ДНК способна проникнуть к ядру клетки.

Но белок, делающий поры в мембране, окажется бесполезным оружием для вируса, поскольку повреждение мембраны приведет к гибели клетки, и вирус не сможет размножиться. Оказалось, что белки, спрятанные внутри вируса, неспособны проделать поры в мембране ядра до тех пор, пока они не попадают в эндоплазматический ретикулум клетки-хозяина.

У вируса есть исключительно точно заданное расписание и режим работы, который позволяет в определенный момент отключить гены, кодирующие внешний белок VP1 - тогда вступают в действие белки VP2 и VP3, способные проникнуть через любую мембрану.

Все полиомавирусы прячут белки VP2 и VP3 внутри, и это означает, что у всех вирусов этого типа есть своего рода "секретное оружие" для доступа к ядру клетки-хозяина.

Хотя вирус SV40 не поражает клетки человека (но иногда обнаруживается у людей - по некоторым данных, получивших прививку зараженными вакцинами полиомиелита в 50-х годах), другие полиомавирусы, такие как JC или ВК, могут быть смертельными для людей. Поэтому изучение механизмов проникновения вируса в клетку очень важен для создания средств, способных предотвратить последствия такого вторжения, сообщает Technology Review.

Гончаров Александр / R&D.CNews