Вирус оспы нарушает учебники, отказываясь от кэпа

Исследовательская группа под руководством Вацлава Вопалленского и Мартина Поспишека с естественнонаучного факультета Карлова университета обнаружила удивительный способ, которым вирус оспы обрабатывает свои генетические сообщения.

Их исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что вирус производит большое количество мРНК без защитного «кэпа», который до сих пор считался обязательным. Одновременно возникают новые вопросы: как именно клетка считывает эти «неотмеченные» сообщения и можно ли использовать эту вирусную особенность в борьбе с инфекциями.

Представим мРНК как письмо с инструкциями, по которым клетка производит белки. Чтобы такое письмо дошло до своего читателя (рибосомы) и не было уничтожено по пути, оно обычно имеет защитную печать в начале — так называемый 5′-кэп.

Сам вирус оспы в прошлом сыграл ключевую роль в открытии этого кэпа. Поэтому тем больше удивление, вызванное новым исследованием, показывающим, что этот вирус часто отправляет свои «письма» совсем без печати.

Команда с естественнонаучного факультета Карлова университета исследовала вирусную мРНК индивидуально, молекула за молекулой. Оказалось, что в начале инфекции вирус ещё играет по правилам и производит кэпированную мРНК, но позже, судя по всему, меняет стратегию.

В так называемых промежуточных и поздних генах начинает преобладать другой тип сообщения — без кэпа, но с длинной цепью аденинов в начале, так называемой лидирующей поли(А)-последовательностью. Чем длиннее этот «полиадениновый хвост», тем меньше вероятность, что у мРНК вообще есть кэп. Для некоторых вирусных генов почти каждая молекула мРНК лишена кэпа.

Результаты позволяют предположить, что вирус оспы постепенно переключается со стандартного, «официального» режима считывания генетической информации на аварийный режим, который клетка, вероятно, использует лишь изредка. Благодаря этому вирус способен производить свои белки даже тогда, когда нормальное клеточное производство подавлено.

Эта уловка даёт ему значительное преимущество и помогает объяснить, почему поксвирусы так успешно захватывают клетку-хозяина. Вирус ведёт себя немного как хакер, обнаруживший, что в систему можно проникнуть даже без официальной пропускной карты — достаточно знать обходной путь.

Исследование переписывает давно устоявшееся представление о функционировании вирусных мРНК и показывает, что даже, казалось бы, фундаментальные биологические правила могут иметь удивительные исключения.