Как SARS-коронавирусы перепрограммируют клетки хозяина в свою пользу
Исследователи коронавирусов под руководством профессора Рольфа Хильгенфельда из Любекского университета и приват-доцента д-ра Альбрехта фон Брунна из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене обнаружили, как вирусы SARS усиливают производство вирусных белков в зараженных клетках, чтобы могло образоваться множество новых копий вируса. Примечательно, что коронавирусы, отличные от SARS-CoV и SARS-CoV-2, не используют этот механизм, что может объяснить гораздо более высокую патогенность SARS-вирусов. Результаты опубликованы в EMBO Journal.
Сравнение РНК-геномов безобидных коронавирусов с геномом SARS-коронавируса позволило выявить область, присутствующую только у последнего, — «уникальный домен SARS» (SUD). Такие области и их белковые продукты могут быть связаны с чрезвычайной патогенностью SARS-CoV и его «кузена» — вируса COVID-19 SARS-CoV-2.
Исследовательские группы показали, что SUD-белки этих двух вирусов взаимодействуют с человеческим белком Paip-1, участвующим в первых шагах синтеза белка. Вместе с Paip-1 и другими белками человеческих клеток SUD, по-видимому, связывается с рибосомами — молекулярными машинами для синтеза белка. Это приводит к усилению производства всех белков, как клетки-хозяина, так и вируса.
Однако в клетках, зараженных SARS-CoV или SARS-CoV-2, матричные РНК, кодирующие белки хозяина, избирательно разрушаются вирусным белком Nsp1. В результате этого сложного процесса зараженная клетка производит преимущественно вирусные белки, что позволяет создавать множество новых копий вируса.
Группа Альбрехта фон Брунна обнаружила взаимодействие между белками SUD и Paip-1 несколько лет назад. Д-р Цзянь Лэй из группы Хильгенфельда определил трехмерную структуру комплекса SUD и Paip-1 методом рентгеновской кристаллографии. Соавтор д-р Юэ «Лиззи» Ма-Лауэр из группы фон Брунна охарактеризовала комплекс двух белков и его функцию с помощью клеточно-биологических и биофизических методов.
Проект был поддержан Федеральным министерством образования и научных исследований Германии (BMBF) и Немецким центром исследования инфекций (DZIF).