Как коронавирус взаимодействует с клетками

Ученые из Вюрцбурга и США составили первый глобальный атлас прямых взаимодействий между РНК SARS-CoV-2 и клетками человека-хозяина. Это может стать отправной точкой для новых методов лечения.

Одной из самых насущных задач является детальное понимание молекулярных взаимодействий между вирусом и клетками, которые он заражает. Чтобы размножаться, SARS-CoV-2 использует белки клетки-хозяина. Однако до сих пор не существовало подробной информации о той части человеческого протеома, которая находится в прямом контакте с вирусной РНК.

Эта пустота теперь заполнена. Ученые из Института инфекционных исследований на основе РНК Гельмгольца (HIRI) в Вюрцбурге, Университета Юлиуса-Максимилиана в Вюрцбурге (JMU) и Института Броуда (Кембридж, США) создали первый глобальный атлас прямых взаимодействий между РНК SARS-CoV-2 и протеомом человека-хозяина. Кроме того, авторы выявили важные регуляторы репликации вируса. Результаты представлены в журнале Nature Microbiology.

В лаборатории уровня биобезопасности 3 в HIRI ученые заразили человеческие клетки новым коронавирусом, который использует РНК в качестве генетического материала. Затем они очистили вирусную РНК и идентифицировали связанные с ней белки. "Масс-спектрометрия позволяет нам точно определить белки хозяина, которые непосредственно ассоциированы с вирусным геномом. В этом конкретном случае мы смогли провести количественные измерения, чтобы выявить наиболее сильные специфические партнеры по связыванию", — говорит Матиас Муншбауэр.

18 белков, 2 ключевых фактора и 20 потенциальных ингибиторов

"Созданный таким образом атлас взаимодействий РНК-белок предлагает уникальное понимание инфекций SARS-CoV-2 и позволяет систематически выявить центральные факторы и стратегии защиты, что является важнейшей предпосылкой для разработки новых терапевтических стратегий", — говорит Йохен Бодем. Всего ученые идентифицировали 18 белков хозяина, которые играют важную роль во время инфекции SARS-CoV-2.

По их словам, особенно интересны два фактора: CNBP и LARP1. Используя генетические инструменты, авторы определили точные сайты связывания этих двух белков хозяина в вирусном геноме и показали, что они могут специфически ингибировать репликацию вируса. Характеристика LARP1 как противовирусного фактора является важным открытием: "То, как LARP1 связывается с вирусной РНК, очень интересно, потому что это похоже на то, как LARP1 регулирует определенные клеточные матричные РНК, которые мы уже знаем. Это, в свою очередь, дает представление о возможных механизмах действия".

Междисциплинарный характер исследования также позволил идентифицировать 20 низкомолекулярных ингибиторов белков хозяина, которые связывают РНК SARS-CoV-2. Авторы показывают, что три из четырех протестированных ингибиторов действительно подавляют репликацию вируса в различных типах человеческих клеток. Этот результат может открыть новые пути для лечения инфекций, вызванных SARS-CoV-2 и другими РНК-вирусами.