Математики нашли новый путь борьбы с вирусами

Математики из Йоркского университета совместно с экспериментаторами из Лидсского университета сделали важный шаг в понимании того, как вирусы создают свои копии во время заражения.

Исследователи построили математическую модель, которая даёт важное представление о молекулярных механизмах сборки вирусов и объясняет эффективность этого процесса.

Открытие открывает новые возможности для разработки противовирусной терапии и может помочь в лечении ряда заболеваний — от ВИЧ и гепатитов B и C до норовируса («зимней рвотной болезни») и обычной простуды. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Учёные под руководством профессора Рейдун Тварок из Йоркского университета установили теоретическую основу для скорости и эффективности, с которой вирусы собирают защитные белковые контейнеры для своей генетической информации (в данном случае молекулы РНК) во время инфекции.

Математическая модель команды, учитывающая множественные специфические контакты между геномной РНК и белками в контейнерах, а также другие детали реальных вирусных инфекций, демонстрирует, как эти контакты действуют коллективно, чтобы снизить сложность формирования вируса. Это решает давнюю загадку сборки вирусов — форму парадокса Левинталя. Такой механизм также обеспечивает эффективную и селективную упаковку вирусного генома и эволюционировал, потому что даёт значительные селективные преимущества вирусам, работающим таким образом.

Профессор Тварок отметила: «Этот поистине междисциплинарный подход дал удивительные представления о фундаментальном механизме в вирусологии. Существующие экспериментальные методы не могут выявить кооперативные роли всех важных компонентов, что подчёркивает необходимость и силу математического моделирования. Эта модель — смена парадигмы в области сборки вирусов».

Профессор Питер Стокли из Лидсского университета добавил: «Эти результаты дают новую перспективу для нашего понимания сборки вирусов, выделяя важные особенности процесса, которые ранее упускались из виду. Мы уже получили доказательство принципа на простом модельном вирусе, что на эти функции можно воздействовать лекарствами. Новый подход заманчив, поскольку позволяет нацелиться на кооперативные аспекты вирусной сборки, которые сохраняются у разных штаммов вирусов, что снижает вероятность возникновения устойчивых к терапии мутаций».