Ландшафт молекулярных контактов: как SARS-CoV-2 взаимодействует с клетками человека

Международная команда исследователей создала систематическую карту прямых молекулярных контактов между вирусом SARS-CoV-2 и клетками человека-хозяина. Карта, опубликованная в журнале Nature Biotechnology, выявила более 200 прямых белок-белковых взаимодействий.

Консорциум ученых под руководством Паскаля Фальтер-Брауна (Институт сетевой биологии Helmholtz Munich, LMU) включал команды из Канады, США, Франции, Испании и Бельгии. В отличие от предыдущих крупномасштабных исследований, в этой работе удалось точно идентифицировать именно прямые контакты между вирусными и человеческими белками.

Ключевые находки:

• Удалось проследить связи между определенными белками SARS-CoV-2 и человеческими белками, кодируемыми генами, которые в других исследованиях были связаны с повышенной вероятностью тяжелого течения COVID-19.
• Обнаружены связи между вирусными белками и генами, вовлеченными, например, в метаболические нарушения, такие как ожирение и диабет.
• Показано, что важные пути воспалительной сигнализации активируются вирусом напрямую, что может объяснять чрезмерную воспалительную реакцию при тяжелых случаях.

Исследователи отмечают, что белок-белковые контакты влияют не только на функцию клеток человека и иммунную систему, но и на функцию самого вируса, включая скорость его репликации.

Методология:

Ученые систематически исследовали взаимодействия около 30 вирусных белков, каждый с ~17 500 человеческими белками, в так называемых анализах, проверив 450 000 белковых пар. Для этого использовались роботизированные системы и методы искусственного интеллекта для первоначальной оценки наличия взаимодействий.

Значение и перспективы:

Систематическая карта контактов указывает на множество потенциальных мишеней для лекарств. Ученые уже подтвердили, что человеческий белок USP25 вовлечен в помощь определенным вирусным процессам, и его ингибирование значительно снижает размножение вируса.

Карта-контактом станет платформой для научного сообщества, позволяя детально изучать отдельные взаимодействия, понимать их влияние на молекулярные механизмы и клиническое течение болезни, а также открывать новые терапевтические возможности.