Учёные изучают структуру вируса гриппа для создания новых лекарств

Учёные из Университета Райса получили грант в размере $1,5 млн от Национальных институтов здоровья (NIH) для детального изучения вируса гриппа А. Цель исследования — найти новые мишени для создания более эффективных противовирусных препаратов. К штаммам гриппа А относятся пандемический H1N1, некоторые сезонные разновидности и высокопатогенный птичий грипп H5N1.

В рамках четырёхлетней программы биохимики из лаборатории Джейн Тао продолжат новаторские исследования структуры и функции нуклеопротеина (NP) — одного из менее чем дюжины белков, кодируемых вирусом гриппа.

• Все разновидности гриппа А состоят из вариантов всего восьми генов (закодированных в РНК), которые производят 11 белков.
• Несмотря на кажущуюся простоту, вирус ведёт себя сложным образом, который десятилетиями ставил учёных в тупик.

Когда частицы вируса связываются со здоровыми клетками, они вводят в клетку свой генетический материал и используют её механизмы для создания собственных копий. Предыдущие исследования, включая влиятельную работу Тао и её коллеги Роберта Круга (2006 г.), показали, что репликация вируса возможна только при упаковке всех восьми генов особым образом. Джейн Тао, которая впервые расшифровала атомную структуру NP для того исследования, заявила, что новая программа пойдёт дальше, систематически изучая роль NP в сборке РНК-пакета, критически важного для размножения вируса.

«Этот конкретный вид очень важен для функционирования РНК в качестве матрицы, но мы не понимаем, как грипп упаковывает именно те восемь сегментов, которые ему нужны, и в правильном порядке, — сказала Тао. — Интригует именно специфичность. Если вы упакуете восемь случайных сегментов РНК, шансы получить жизнеспособный вирус очень низки».

Учёным известно, что в жизнеспособном комплексе молекулы NP уложены стопкой (наподобие позвонков в позвоночнике), а сегменты РНК обёрнуты вокруг этой стопки. Белковый комплекс, называемый полимеразой, прикреплённый к концу РНК, помогает запустить репликацию после того, как сборка введена в здоровую клетку.

Команда Тао будет использовать несколько методов, включая рентгеноструктурный анализ и криоэлектронную микроскопию, чтобы получить первую трёхмерную структуру комплекса РНК-NP, известного как рибонуклеопротеиновый комплекс. Группа также будет очищать отдельные сегменты РНК, NP и полимеразы, а с помощью кропотливых проб и ошибок попытается расшифровать порядок и расположение компонентов, необходимые для создания жизнеспособного рибонуклеопротеина.

Группа Роберта Круга поможет определить функцию различных структур NP в репликации вирусных сегментов РНК в клетках, а также то, как изменения аминокислот в структуре NP влияют на её способность функционировать вместе с полимеразой.

«Мы хотим понять процесс сборки, — сказала Тао. — Как все эти молекулы собираются вместе? Очевидно, что это не может происходить одновременно. Это должно происходить последовательно, но в данный момент этот процесс изучен очень плохо».

Круг отметил, что финансирование проекта (поступившее по Закону о восстановлении и реинвестировании американской экономики) пришло как нельзя кстати: «Грипп сейчас находится в центре внимания людей из-за H1N1, и благодаря этому гранту мы можем продолжить важное новое направление исследований, которое может дать ответы на фундаментальные вопросы об этой болезни».

Источник: Университет Райса