Вирус может перепрыгивать между видами благодаря "рок-н-ролльному" движению с рецепторами

Международная группа исследователей предполагает, что "рок-н-ролльное" движение вируса собачьего парвовируса в процессе связывания может объяснять, как вирус находит нужное место на рецепторе, чтобы заражать не только собак, но и несколько видов. Эта модель также может улучшить понимание того, как вирусы проникают в организм человека.

Исследователи, сообщившие о своих выводах 23 сентября в Proceedings of the National Academy of Sciences, использовали сложный электронный микроскоп, способный делать снимки структур на атомном уровне, чтобы изучить вирус во время взаимодействия с рецептором трансферрина (TfR) — белком на поверхности клетки, который помогает регулировать усвоение железа организмом.

Вирус использует один и тот же рецептор у многих разных видов животных. У всех этих животных — включая енотов, норок, кошек, собак — есть рецептор трансферрина, который слегка отличается в зависимости от вида. Ключом к способности вируса использовать рецептор как лисы, так и волка или кошки может быть движение, генерируемое при взаимодействии молекул вируса и рецептора.

Исследование показывает, что при взаимодействии молекулы могут раскачиваться, что позволяет вирусу "перекатываться" вокруг точки контакта с рецептором, ища правильное место для связывания. После связывания вирус захватывает процесс усвоения железа, который регулирует TfR.

TfR связывает трансферрин, нагруженный железом. Когда это происходит, рецептор получает сигнал войти в клетку. В этот момент вирус "проезжает" внутрь вместе с ним. Вирус предпочитает связываться с TfR, который вот-вот войдет в клетку, а не с "пустым" рецептором на поверхности.

Понимание универсальности вируса в атаке на рецептор дает новое представление о том, как болезнь охватила популяции животных и домашних питомцев в 1970-х годах. Согласно исследованию, вирусу нужны всего две мутации на поверхности, чтобы перепрыгнуть с кошек на собак. Ранее считалось, что это произошло в конце семидесятых, вызвав пандемию. Однако, вероятно, путь был сложнее: от кошек к енотам, а затем к собакам.

Ученых особенно озадачила эволюция собачьего парвовируса, потому что это ДНК-вирус. ДНК-вирусы не очень известны способностью перепрыгивать между видами, в отличие от быстро мутирующих РНК-вирусов, таких как ВИЧ.

Эта работа может послужить основой для дальнейших исследований взаимодействий между вирусами и людьми, чтобы выяснить, является ли "рок-н-ролльное" движение более широким явлением. Если да, это может проложить путь к новым методам лечения. Понимание механизмов, контролирующих проникновение вируса, — хорошая мишень для его остановки.

Исследование стало возможным благодаря крио-электронному микроскопу в Университете Пенсильвании. Устройство, использующее сверхнизкие температуры для создания высокодетальных изображений, реконструируемых в трехмерные карты структур, позволило увидеть вирус в мельчайших деталях. Используя инновационную классификацию в сочетании с тремя разными асимметричными подходами, команда смогла предсказать гибкость и движение во взаимодействии вируса с рецептором.