Пойманы с поличным: микроскопия раскрыла ключевую деталь репликации ретровирусов

Белок, критически важный для репликации ретровирусов, может отбирать вирусный генетический материал для упаковки в ядре клетки-хозяина, а не в цитоплазме, как считалось ранее. Это открытие, сделанное командой из Медицинского колледжа Университета Пенсильвании, может иметь значение для разработки терапевтических средств, нацеленных на этот белок.

Ретровирусы, включая вирус иммунодефицита человека-1 (HIV-1), используют клетки для производства новых вирусных частиц. Лаборатория доктора Лесли Паре́нт изучает вирус саркомы Рауса (Rous sarcoma virus), который реплицируется аналогично HIV.

Их исследование сосредоточено на роли специального белка Gag, который действует как "сопровождающий" для генетического материала (вирусной РНК) при формировании инфекционной вирусной частицы.

Новое понимание места взаимодействия

Ранее считалось, что Gag и вирусная РНК взаимодействуют только в цитоплазме. Однако предыдущая работа лаборатории Паре́нт показала, что белки Gag также проникают в ядро клетки. Это навело на гипотезу, что отбор РНК может происходить именно там, где она синтезируется — в ядре.

Наблюдение в реальном времени

Чтобы проверить это, исследователи пометили белок Gag и вирусную РНК флуоресцентными метками. С помощью конфокальной микроскопии они в реальном времени наблюдали за их взаимодействием в живых клетках.

Результат: Гипотеза подтвердилась. Учёные увидели, что Gag связывается с вирусной РНК именно в ядре, после чего образовавшийся комплекс Gag–РНК перемещается из ядра. Предполагается, что этот комплекс в итоге направляется к внешней мембране клетки, где и формируется новая вирусная частица.

"Визуализация живой клетки в реальном времени позволяет увидеть сложную динамику её функций... Это даёт возможность стать свидетелем того, как живая клетка справляется с вирусной инфекцией", — отметила Лесли Паре́нт.

Значение и дальнейшие шаги

Это открытие приближает учёных к разработке терапий, которые могли бы блокировать самое раннее взаимодействие между Gag и РНК, предотвращая сборку вируса.

Соавторы исследования Ребекка Каддис Мальдонадо и Брианна Райс заявили, что теперь предстоит изучить:

• Кинетику взаимодействия Gag и РНК в ядре.
• Механизмы выхода комплекса из ядра.
• Роль других элементов клетки-хозяина в этом процессе.

"Это наблюдение — лишь первое в серии исследований... Чем больше мы узнаём о деталях этого процесса, тем лучше мы сможем предлагать или разрабатывать терапевтические мишени", — сказала Мальдонадо.

Исследование опубликовано в журнале mBio (Американского общества микробиологии).