Исследования методом высокоскоростной атомно-силовой микроскопии проливают свет на репликацию вируса гриппа A
Исследователи из Института нанобионаук (WPI-NanoLSI) Университета Канадзавы, IMDEA Nanoscience (Мадрид, Испания) и CNB-CSIC (Мадрид, Испания) сообщают в ACS Nano об экспериментах, которые выявили цикл конформационных стадий, через которые проходят рекомбинантные геномы вируса гриппа A во время синтеза РНК.
Грипп A представляет собой глобальную угрозу для здоровья, вызывая локальные эпидемии и смертоносные пандемии. Поэтому механизм репликации вируса привлекает значительный интерес. Исследователи под руководством Синго Фукуды (WPI-NanoLSI, Япония), Хайме Мартин-Бенито (CNB-CSIC) и Борхи Ибарры (IMDEA Nanociencia, Испания) использовали высокоскоростную атомно-силовую микроскопию (HS-AFM) и электронную микроскопию, чтобы определить конформационную динамику рекомбинантных вирусных геномов (rRNP) во время синтеза РНК.
Предыдущие попытки понять возможные конформационные изменения во время цикла размножения вируса гриппа A были затруднены из-за «громоздкой двойной спиральной структуры» вирусных рибонуклеопротеиновых комплексов (vRNP), что мешало наблюдать происходящее.
В результате исследователи создали кольцевой рекомбинантный рибонуклеопротеиновый комплекс (rRNP), что позволило им преодолеть проблему «громоздкости». Авторы использовали HS-AFM для наблюдения в реальном времени за конформационными изменениями отдельных комплексов rRNP во время активного синтеза РНК.
Их работа предоставляет первые прямые экспериментальные доказательства того, что отдельные rRNP могут использоваться повторно для множественных циклов транскрипции и репликации. Это ключевая особенность для размножения вируса. Кроме того, исследование показывает, как факторы, влияющие на стабильность вторичных структур зарождающейся РНК, влияют на скорость синтеза РНК.
Авторы пришли к выводу, что этот подход полезен для изучения механизмов вирусной транскрипции и репликации. Они добавляют: «Транскрипционная пауза является внутренним свойством большинства РНК-полимераз, и её регуляция составляет один из центральных механизмов контроля экспрессии генов».
«Будущие эксперименты на уровне единичных молекул по кинетике синтеза РНК в реальном времени с помощью РНК-зависимой РНК-полимеразы вируса гриппа A (IAV RdRp) в контексте RNP помогут выяснить природу предполагаемых состояний паузы и их роль в вирусной транскрипции и репликации».