Учёные впервые увидели сборку вирусных частиц внутри клетки
Международная команда исследователей впервые визуализировала процесс сборки ортореовируса внутри инфицированных клеток. Для этого они использовали крио-электронную томографию в Центре электронной био-визуализации (eBIC) синхротрона Diamond Light Source (Великобритания). Учёные смогли наблюдать различные вирусные промежуточные структуры в их естественном состоянии, что дало более ясную картину вирусной сборки у ортореовируса — представителя семейства Reoviridae. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Значимость открытия
Как объясняет один из авторов, Дейв Стюарт, директор по наукам о жизни в Diamond и со-руководитель отдела структурной биологии Оксфордского университета, сложный процесс вирусной сборки — ключевой этап жизненного цикла вируса. Его понимание может дать подсказки, как предотвращать распространение инфекций. До этого у исследователей почти не было прямых доказательств того, как частицы вируса собираются в процессе заражения, и они полагались на изучение искусственно созданных «стабильных промежуточных» форм.
Новое исследование показывает, что механизм, непосредственно наблюдаемый для ортореовируса, может присутствовать и у других представителей семейства Reoviridae.
Эволюционная связь и механизм сборки
Механизм вирусной сборки у ортореовируса имеет много общего с прокариотическим двуцепочечным РНК-вирусом Cystoviridae, что указывает на их общего эволюционного предка. Это сходство особенно важно, поскольку Cystoviridae использовались как модельный организм для изучения сборки и упаковки РНК у двуцепочечных РНК-вирусов, таких как Reoviridae. Это позволяет предположить, что данный механизм может быть широко распространён среди других вирусов.
Ключевое наблюдение: «схлопнувшаяся» частица
В ходе крио-электронной томографии учёные получили изображения множества срезов клеток, недавно заражённых ортореовирусом. Среди них они обнаружили необычную частицу, которая отличалась от ожидаемых вирусных промежуточных форм.
- В отличие от нормального двухслойного вируса, эта частица была однослойной и «схлопнутой».
- Ни на одном изображении эта частица не содержала РНК — генетического материала Reoviridae.
Эти наблюдения позволяют предположить, что «схлопнутая» частица является вирусным промежуточным продуктом, который формируется до упаковки РНК-генома. Вероятно, процесс упаковки РНК затем стимулирует расширение однослойной частицы и быстрое добавление новых слоёв, в итоге формируя зрелую вирусную частицу.
Новый метод для вирусологии
Исследование стало возможным благодаря сочетанию двух методов:
Крио-электронная томография
Крио-фокусированно-ионное фрезерование — передовая процедура, позволяющая получать сверхтонкие сресты клеток, что снижает риск упустить важные детали при последующей визуализации.
Использование этих методов вместе для изучения промежуточных стадий вирусной сборки является новым и многообещающим подходом. Теперь учёные могут дополнять данные о стабильных промежуточных формах и кристаллических структурах прямыми доказательствами изнутри заражённых клеток. Этот подход применим к любому семейству вирусов, а не только к двуцепочечным РНК-вирусам.