Вирусы оспы изменяют структуру рибосом для усиления синтеза своих белков
Учёные Northwestern Medicine выяснили новые детали того, как вирусы оспы манипулируют клетками хозяина для усиления производства собственных белков. Исследование опубликовано в Cell Reports.
Поксвирусы — это семейство крупных двуцепочечных ДНК-вирусов, включающее вирус натуральной оспы (variola), вирус оспы обезьян и другие. Они необычны тем, что реплицируются полностью в цитоплазме клеток хозяина, образуя крупные ДНК-содержащие компартменты. Для уклонения от противовирусного ответа вирус кодирует почти 100 иммуномодуляторных белков.
Предыдущие работы лаборатории профессора Дерека Уолша (Derek Walsh, Ph.D.) показали, как поксвирусы борются с иммунным ответом, но меньше было известно о том, как они захватывают рибосомы хозяина для создания вирусных белков.
«Рибосомы — это очень крупные макромолекулярные машины, которые быстро и точно декодируют mRNA в белок. Долгое время их рассматривали как "глупые машины для чтения кода". Однако становится ясно, что рибосомы могут меняться в структуре и функции — через изменения в составе субъединиц или посттрансляционные модификации рибосомных белков», — пояснил Уолш, старший автор исследования.
В работе учёные использовали количественную протеомику и криоэлектронную микроскопию для отслеживания рибосомных белков (RPs) во время инфекции. Они обнаружили, что поксвирусы не изменяют состав рибосомных белков, но модифицируют молекулярную структуру рибосомы, что приводит к усиленной трансляции вирусных белков.
Генетические скрининги с нокаутом генов и метаболические анализы выявили два ключевых рибосомных белка — RACK1 и RPLP2 — как регуляторов трансляции поздней вирусной mRNA.
«Мы показали, что состав RP не меняется, но меняется структурная организация головного домена 40S субъединицы, что вызвано фосфорилированием таких белков, как RACK1», — сказал Уолш.
«Кроме того, CRISPR-скрининги показали, что помимо RACK1 важен и другой рибосомный белок — RPLP2. RPLP2 является компонентом необычного расширения рибосомы, называемого P-стебельком (P-stalk), и это открытие углубляет наше понимание его роли в трансляции».
Эти данные проливают новый свет на сложные механизмы, с помощью которых поксвирусы манипулируют клетками хозяина.
В дальнейшем лаборатория Уолша продолжит изучать, как именно функционирует RPLP2, чтобы лучше понять, как вирусы настраивают рибосомы под свои нужды.
Соавторами исследования стали Наталия Халатян и Дафна Корниш, аспиранты программы Driskill Graduate Program in Life Sciences.
«Невероятно увлекательно, что даже мельчайшие изменения имеют такой большой эффект. Особенно в чём-то вроде рибосомы, на что часто не обращают внимания. Вирусы умны, и нам ещё многому предстоит у них научиться в отношении нашей собственной биологии», — сказала Халатян.