Исследование биологии растений может помочь в лечении COVID-19

Исследование фундаментальных основ биологии иногда приводит к неожиданным результатам. Так произошло в Национальной лаборатории Ок-Ридж Министерства энергетики США, где учёные, изучая генетику растений для создания биотопливных культур, обнаружили данные, потенциально полезные для разработки будущих методов лечения COVID-19.

Биологи исследовали определённый белковый домен в растениях, называемый плазминоген-яблоко-нематода (PAN). У растений гены, контролирующие PAN, запускают или ограничивают неконтролируемый рост клеток. Некоторые дикие растения используют эту функцию для «заживления» повреждений. Генетики используют PAN для выращивания генетически модифицированных растений, например, новых штаммов тополей для производства биотоплива.

Ранее было установлено, что эти гены присутствуют и у людей, вероятно, унаследованных от древнего общего предка растений и животных. Однако у человека неконтролируемый рост клеток, связанный с PAN, часто приводит к негативным последствиям: все восемь ключевых генов ассоциированы с определёнными формами рака, а PAN часто сверхэкспрессирован в опухолях.

Новое открытие показало, что PAN присутствует в рецепторном белке человека NRP1. Рецепторные белки связываются с определёнными молекулами, что подобно «открыванию двери» в клетку. S-белок (белок-«шип») вируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19, использует этот механизм для проникновения в клетки. NRP1 — один из двух рецепторов-мишеней вируса. В то время как существующие методы лечения нацелены на другой рецептор (ACE-2), NRP1 представляет значительный интерес.

Учёные из Ок-Риджа изменили определённый тип аминокислоты в домене PAN. Этот тип аминокислоты необходим для проникновения S-белка. Изменение ослабило взаимодействие NRP1 с S-белком вируса, в результате чего вирусу стало сложнее проникать в клетки и размножаться. Это привело к существенному снижению количества S-белков вируса в человеческих клетках. Результаты подтвердились для нескольких вариантов COVID-19, включая оригинальный штамм, а также варианты «альфа» и «дельта».

Таким образом, углубление понимания фундаментальной биологии растений может способствовать улучшению здоровья человека.