ТАСС, 23 апреля. Американские биологи проследили за тем, как РНК вируса иммунодефицита человека копируется в зараженных клетках, и выяснили, почему некоторые ее копии остаются внутри клеток, а другие "упаковываются" в новые частицы ВИЧ. С помощью этого можно будет бороться с вирусом новыми способами. Статью с результатами исследования опубликовал научный журнал Science.
"Мы десятилетиями знали о существовании двух разных структурных форм вирусной РНК, однако не понимали, что помогает вирусу поддерживать баланс между ними. Оказалось, что за решение этой задачи отвечает всего один нуклеотид, буква генетического кода. Это радикально меняет наши взгляды на то, как функционирует ВИЧ", – рассказал один из авторов исследования, вирусолог из Университета Мэриленда в Балтиморе Джошуа Браун.
Вирус иммунодефицита человека представляет собой сферическую частицу, которая состоит из множества повторяющихся белковых молекул. В ее центре находится капсула с двумя копиями вирусной РНК. Когда вирус попадает в клетку, белки внутри нее считывают эти РНК. Затем они интегрируются в геном, заставляя клетку производить множество копий вирусной РНК и связанных с ним белков.
Самая необычная черта этого процесса, которая отличает ВИЧ от почти всех других вирусов, заключается в том, что все его девять генов, которые нужны для формирования новых вирусных частиц, "записаны" в одном и том же коротком сегменте ДНК. Клетка может считывать этот фрагмент генома тремя разными способами, порождая три разных версии вирусной РНК.
Одна из них становится "начинкой" для новых вирусных частиц, а две других остаются в клетке и служат шаблонами для производства вирусных белков и других компонентов, которые участвуют в цикле размножения ВИЧ. До настоящего времени у биологов не было даже отдаленного представления о том, что управляет формированием этих разновидностей вирусной РНК.
Вирусный "переключатель"
Браун и его коллеги раскрыли этот секрет. Для этого они пометили определенные части вирусного генома с помощью атомов дейтерия – тяжелого водорода и проследили за тем, как клетка взаимодействует с ДНК вируса. Для этого ученые вырастили культуры раковых клеток, заразили их ВИЧ, дождались, пока вирус начнет копироваться, после чего извлекли из его частиц РНК и реконструировали их трехмерную структуру, опираясь на положение атомов дейтерия.
Эти опыты указали на то, что форма молекул РНК, которые попадают внутрь новых вирусных частиц и остаются в зараженной клетке, значительно различается. Эти различия были связаны с тем, что к концевой части новой копии генома ВИЧ могла присоединиться одна или две "лишних" молекулы гуанозина – вещества, которое входит в нуклеиновые кислоты, в частности, в ДНК или РНК.
Их появление, как выяснили биологи, меняло форму молекулы РНК таким образом, что с ней мог взаимодействовать клеточный белок eIF4E, который "откусывает" лишние части с ее концов и превращает ее в шаблон для производства белков. Если же "лишних" звеньев у гуанозина не было, фермент не мог взаимодействовать с РНК, и та успевала соединиться с другой копией генома ВИЧ и стать частью новой вирусной частицы.
Ученые предполагают, что эту особенность ВИЧ можно использовать для создания лекарств, которые подавляют формирование новых вирусных частиц, заставляя новые копии вирусной РНК всегда соединяться с гуанозином или же сдвигая баланс в производстве разных форм генома ВИЧ в противоположную сторону.
Подобный подход, по их мнению, должен быть гораздо эффективнее, чем существующие антиретровирусные препараты, так как та часть генома ВИЧ, которая кодирует этот механизм, критически важна для выживания вируса и почти не меняется по мере его эволюции. В ближайшее время Браун и его коллеги, как отметил сам ученый, планируют провести первые опыты такого рода на культурах клеток.
