Красивый, но смертельный для сальмонеллы
Вирус P22, впервые обнаруженный в канализации и названный в честь полуавтоматического пистолета, может показаться неожиданным объектом восхищения. Однако для профессора молекулярной и клеточной биологии Кэролайн Тешке P22 не только красив, но и является центром её научного интереса с начала 1990-х годов.
Недавно она получила продление гранта Национальных институтов здоровья (NIH) на $1.2 миллиона для изучения процесса самосборки P22. Это фундаментальное исследование может в будущем быть применено к более сложным вирусам и помочь в разработке препаратов, нацеленных, например, на вирусы гриппа или простуды.
P22 заражает исключительно бактерии Salmonella. Интерес к нему растёт на фоне усиления устойчивости бактерий к антибиотикам и возрождения интереса к фаговой терапии — использованию бактериофагов (вирусов, атакующих бактерии) для борьбы с инфекциями. Хотя фаговая терапия была популярна в начале XX века, её затмило открытие антибиотиков. Сейчас в США проводятся клинические испытания по применению фагов для лечения ран, а в некоторых регионах, например в Восточной Европе, этот метод давно распространён.
Однако интерес Тешке к P22 носит более базовый характер. Она изучает, как формируется его капсид — белковая оболочка, заключающая в себе ДНК. Капсид P22 состоит ровно из 420 белков, организованных в сферу всегда одинакового размера, напоминающую идеальный футбольный мяч, внутри которого находится генетический материал.
«Мы не понимаем, как белки "знают", как это сделать. И они, как правило, не ошибаются», — говорит Тешке.
При заражении Salmonella ДНК P22 захватывает процесс репликации бактерии для производства собственных копий, в конечном итоге уничтожая её.
P22 имеет более простую структуру, чем такие вирусы, как ВИЧ или герпес, что делает его идеальным объектом для изучения. Вся его двуцепочечная ДНК идентифицирована, и учёные знают функции всех его белков. Они могут создавать мутации и наблюдать за изменениями, точно зная, какой белок их вызвал.
Мутируя P22, исследователи могут заставить его формировать трубки вместо сфер или сферы неправильного размера. «Таким образом, мы можем понять, какие части капсидного белка важны для определения размера или формы», — объясняет Тешке.
«Мы надеемся, что, поняв очень простой вирус, мы сможем перенести это понимание на более сложные».
Это касается любого вируса, имеющего капсид, например, аденовирусов, вызывающих респираторные инфекции. Ингибитор капсида мог бы остановить формирование вируса на ранней стадии.
«Вполне возможно, что однажды мы сможем разработать препарат, специфически ингибирующий конкретный вирус», — заключает Тешке.
В исследовательскую группу Тешке входят аспиранты и студенты, включая Мэгги Сухановски, Алекса Риззо, Полин Падилья-Мейер, Молли Сигел и Джонатана Новака.