Расшифрована структура вируса «Спутник»: значение для лечения
Международная группа исследователей определила ключевые структурные особенности вируса «Спутник», который, как считается, играет роль в заболеваниях, вызванных употреблением сырой рыбы. Эти находки также могут помочь учёным понять детали механизмов заражения других вирусов.
Что такое «Спутник»?
«Спутник» называют «вирусом-сателлитом», потому что он может размножаться только в сочетании с другим вирусом — мимивирусом, который заражает амёб. Внутри одноклеточной амёбы ДНК как «Спутника», так и мимивируса реплицируется, что позволяет вирусам размножаться. Поскольку хозяином является амёба, оба вируса часто присутствуют в водной пище, вызывая заболевание при употреблении сырой рыбы.
Ключевое достижение
Учёные использовали мощный электронный микроскоп, чтобы определить базовую структуру внешней оболочки (капсида) вируса «Спутник» и сотен более мелких единиц (капсомеров), из которых она состоит. «Возможность использовать электронный микроскоп для наблюдения деталей вируса, близких к атомарному масштабу, — это крупное достижение. Это важный технический прорыв», — заявил Майкл Россманн, выдающийся профессор биологических наук Университета Пердью.
Структура и механизм заражения
Как и многие другие вирусы, «Спутник» имеет капсид с икосаэдрической симметрией (грубо сферическая форма с 20 треугольными гранями). Этот капсид собран из 1620 почти идентичных белковых субъединиц, организованных в 260 гексагональных и 12 пентагональных капсомеров. Каждая белковая субъединица имеет конфигурацию «двойного желе-ролла», характерную для капсидов многих вирусов.
«Спутник» прикрепляется к амёбам-хозяевам и проникает в них, сталкиваясь с более кислой средой. По-видимому, это вызывает изменения в структуре белкового капсида вируса, высвобождая его геном. Результаты исследования предполагают механизм выброса ДНК «Спутника», который, вероятно, также происходит у других крупных икосаэдрических вирусов с двойным желе-роллом, таких как аденовирусы, вызывающие инфекции верхних дыхательных путей. «Лучший способ разработать эффективные методы лечения вирусных инфекций — сначала узнать, каковы механизмы заражения. Так что эти открытия могут принести долгосрочную пользу», — отметил Россманн.
Методология и дополнительные открытия
Исследование проводилось с использованием криоэлектронной микроскопии на микроскопе Titan в Университете Пердью. Этот метод позволил определить трёхмерные структурные детали и идентифицировать большинство аминокислот, составляющих белки капсида. «Мы уже знали последовательность аминокислот, но теперь мы знаем трёхмерную структуру полного капсидного белка и его организацию в вирусе», — пояснил Россманн. Кроме того, ведущий автор исследования Синьчжэн Чжан обнаружил ошибку в ранее предложенной геномной последовательности вируса, что важно для понимания его природы.
Контекст: мимивирус
Мимивирус — крупнейший из известных вирусов. Его называют возможным «недостающим звеном» между вирусами и живыми клетками. Вирус заражает амёб, но считается возможным патогеном человека, поскольку антитела к нему были обнаружены у пациентов с пневмонией. Однако многие детали о вирусе остаются неизвестными.
Исследование подробно описано в статье, опубликованной в октябре в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.