Наноразмерный взгляд на заражение коронавирусом

Ученые из Стэнфорда впервые применили микроскопию сверхвысокого разрешения, чтобы с наноразмерной точностью определить, где в инфицированной клетке находятся молекулы коронавируса в разные моменты времени после заражения.

Исследователи под руководством У. Э. Мернера (профессор химии) и Стэнли Ци (доцент биоинженерии) изучили коронавирус HCoV-229E. Они сосредоточились на двух формах РНК:

Ранее с помощью конфокальной микроскопии (разрешение ~250 нм) было невозможно четко различить эти структуры, размер которых составляет около 120 нм (вирус) и меньше. Методы сверхвысокого разрешения, разработанные Мернером (Нобелевская премия по химии 2014 г.), позволили увидеть объекты размером до 10 нм.

Ключевое открытие: вопреки данным конфокальной микроскопии, которая показывала размытые области перекрытия, сверхразрешающие изображения четко продемонстрировали, что дцРНК и гРНК никогда не находятся в одном месте одновременно. Они пространственно разделены в клетке.

Что обнаружили ученые:

  1. Репликация вируса происходит в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР), что было известно.
  2. Помимо ЭР, дцРНК также обнаруживается в крупных сферах (до 450 нм) по всей клетке, которые не содержат гРНК.
  3. Исследователи предполагают, что эти "пузыри" дцРНК могут быть временным хранилищем нереплицирующейся дцРНК, пока новые вирусы упаковываются и покидают клетку.

Исследование противовирусного препарата:

Ученые также изучили действие противовирусного препарата ремдесивир. Лечение привело к снижению общего уровня гРНК и дцРНК в клетке, но размер "пузырей" дцРНК остался прежним. Это подтверждает гипотезу об их роли как хранилища.

Это открытие новых деталей жизненного цикла вируса демонстрирует, как современные наноразмерные оптические инструменты могут раскрывать неизвестные ранее биологические процессы, что важно для поиска уязвимостей вируса и разработки методов лечения.