Вирусный мотор упаковки ДНК вращает ДНК и адаптируется к меняющимся условиям
Исследователи изучили молекулярный мотор, упаковывающий ДНК в вирусные капсиды, и впервые экспериментально показали, что он не только проталкивает ДНК, но и вращает её. Это вращение необходимо для координации работы всех субъединиц мотора.
Метод: Учёные модифицировали стандартный метод оптических пинцетов, добавив третий «роторный шарик». Это позволило одновременно наблюдать за проникновением ДНК в капсид и измерять вращение ДНК вокруг своей оси в реальном времени.
Объект: Исследование проводилось на упаковочном моторе бактериофага Phi29, который считается модельным для кольцевых молекулярных моторов.
Ключевые открытия:
- Вращение ДНК: Мотор создаёт крутящий момент, чтобы вращать ДНК. Это позволяет одной «контролирующей» субъединице из пяти в кольце АТФазы поддерживать электростатические контакты с фосфатами остова ДНК в каждом цикле упаковки.
- Адаптация к давлению: По мере заполнения капсида ДНК и роста внутреннего давления мотор адаптирует свою работу. Он не просто замедляется из-за сопротивляющейся силы, а меняет размер «шага» и степень вращения ДНК, чтобы сохранить координацию субъединиц. Скорость упаковки при этом падает на два порядка.
Значение: Понимание полного цикла упаковки вирусной ДНК поможет в разработке стратегий блокировки этих моторов и новых противовирусных препаратов. Принципы работы такого биологического мотора могут также вдохновить на создание эффективных синтетических машин.
Исследование, опубликованное в журнале Cell, впервые подтвердило гипотезы о вращении ДНК при упаковке, выдвинутые около 30 лет назад.