Одна мутация меняет мишень вируса

Международная команда ученых в исследовании, опубликованном в журнале PLOS Pathogens, показала, что замена всего одной аминокислоты может изменить тип сахара на поверхности клеток, к которому связывается человеческий полиомавирус BK. Вирус потерял способность связываться со своей обычной сахарной мишенью и стал "предпочитать" тот же сахар, что и его "кузен" — обезьяний полиомавирус SV40.

Исследование проводилось на безопасных псевдовирусах в клеточных культурах, поэтому изменение их способности инфицировать другой вид не было продемонстрировано. Однако работа наглядно показывает, насколько легко мишень для связывания вируса может измениться в результате мутации и эволюции его структуры.

Изменение предпочтений вируса в выборе рецептора может быть ключевым шагом к тому, как вирус начнет поражать другие клетки в организме жертвы или перейдет на новый вид.

"Я думаю, это один из первых, если не первый, случай, когда идентифицирован переключатель рецептора такого рода", — сказал вирусолог Уолтер Этвуд из Университета Брауна, один из авторов статьи. "Существуют десятки вирусов, которые используют такие сахара в качестве рецепторов. Мы показываем, что для перехода от использования одного типа сахара к другому нужно не так уж много. Это помогает нам понять, как эволюционно эти вирусы могут адаптироваться к новому хозяину".

Ученые обнаружили ключевую аминокислотную разницу, сравнивая высокодетальные структурные модели двух полиомавирусов, связанных с их "любимыми" сахарами. Эти модели были получены с помощью спектроскопии ядерного магнитного резонанса (NMR).

Замена аминокислоты в позиции 68 у полиомавируса BK привела к тому, что он переключился со связывания сахара-ганглиозида GD3 на связывание с GM1.

Этот эффект был подтвержден не только в клеточных культурах, но и с помощью микрочипов с сахарными мишенями. Дополнительные исследования методом NMR в Германии окончательно доказали смену рецептора: спектры мутировавшего вируса BK и вируса SV40 были идентичны.

Ученые отмечают, что для заражения новых клеток или видов вирусу может потребоваться несколько шагов помимо смены рецептора. Однако такая смена может быть ключевым этапом для многих вирусов, не только полиомавирусов.

"Яркие примеры включают различные серотипы аденовирусов, собачьи и кошачьи парвовирусы, а также птичьи, свиные и человеческие вирусы гриппа", — пишут авторы в статье.