Неправильное место, неправильное время: почему вирус Зика захватывает белок, необходимый для роста мозга
Вирус Зика, переносимый комарами, известен тем, что вызывает микроцефалию — врожденный дефект, при котором аномальное развитие мозга приводит к уменьшению размера головы.
Исследование, опубликованное 13 января в mBio, показывает, что вирус Зика захватывает белок хозяина под названием ANKLE2, который, как оказалось, важен для развития мозга, чтобы помочь собственному размножению. Поскольку Зика, в отличие от большинства родственных вирусов, может пересекать плаценту, это может иметь катастрофические последствия во время беременности.
«Это случай, когда вирус Зика оказывается не в том месте и не в то время», — говорит Прия Шах, старший автор статьи.
Новая работа показывает, что родственные вирусы, включая вирус денге и вирус желтой лихорадки, также используют ANKLE2 для той же цели. Это открытие может открыть путь к новым стратегиям разработки вакцин или терапевтических средств против этих вирусов.
Вирусы несут лишь ограниченный набор инструкций в своей собственной генетической материи, поэтому для размножения они полагаются на захват белков и функций клетки-хозяина. Лаборатория Шах изучает эти взаимодействия между вирусом и хозяином.
Ранее команда Шах обнаружила, что белок вируса Зика под названием NS4A взаимодействует с ANKLE2 в клетках хозяина. Работая с плодовыми мушками Drosophila, они показали, что это может привести к микроцефалии.
Известно, что ANKLE2 участвует в развитии мозга у плода, но он также присутствует в клетках по всему телу.
Формирование вирусных фабрик
В новом исследовании, проведенном под руководством недавнего выпускника PhD Адама Фишберна, команда Шах выращивала вирус Зика в человеческих клетках. «Выключение» гена ANKLE2 в этих клетках снизило способность вируса Зика к размножению.
В инфицированных вирусом Зика клетках ANKLE2 скапливается в карманах вокруг эндоплазматического ретикулума — сети, используемой для производства белков внутри клетки.
Вирусный NS4A взаимодействует с ANKLE2, образуя карманы на эндоплазматическом ретикулуме, которые действуют как фабрики по производству вирусов. Сбор всех компонентов для создания вирусов в одном месте делает репликацию более эффективной и также помогает скрыть вирус от иммунной системы.
«Наша текущая модель заключается в том, что ANKLE2 действительно важен, но не обязателен для формирования этих репликационных карманов», — говорит Шах.
Наши клетки хорошо подготовлены для борьбы с этими вирусами, но только если могут их найти, говорит Фишберн.
«Вирус Зика и родственные ему вирусы выработали стратегии, чтобы скрываться в этих репликационных карманах и избегать обнаружения. Мы считаем, что ANKLE2 захватывается, чтобы помочь облегчить этот процесс, и без него карманы формируются не так хорошо, и иммунная система может держать репликацию вируса под контролем», — объясняет Фишберн.
Совместно с Клаудией Рюкерт из Университета Невады в Рино они обнаружили, что вирус Зика также использует ANKLE2 при заражении клеток комаров, что означает важность этого взаимодействия как для человеческого, так и для насекомого-хозяина.
Наконец, они показали, что NS4A от других родственных вирусов, переносимых комарами, включая вирус денге и вирус желтой лихорадки, взаимодействует с ANKLE2 таким же образом. Это позволяет предположить, что взаимодействие NS4A/ANKLE2 важно для репликации в широкой группе вирусов, переносимых комарами, открывая возможные пути к новым лекарствам и вакцинам от этих болезней.
Если гораздо более распространенные вирусы, такие как вирус денге, также нацелены на ANKLE2, почему они не вызывают микроцефалию, наблюдаемую при заражении вирусом Зика? Вероятно, всё дело в локализации.
Вирус Зика необычен тем, что может пересекать плаценту и проникать в плод, где ANKLE2, как известно, играет большую роль в развитии мозга. Большинство других вирусов не проникают в плод благодаря плацентарному барьеру.