Вирус SARS-CoV-2 критически зависит от особого механизма, обеспечивающего синтез его белков.
Коллаборация под руководством исследовательской группы из ETH Zurich разгадала молекулярный механизм этого процесса и показала, что его можно ингибировать специальными химическими соединениями, тем самым значительно подавляя репликацию вируса в инфицированных клетках.
Видео: Саид Саннуга, Cellscape.co.uk / ETH Zurich, The Ban Lab Вирусы используют ресурсы инфицированной клетки для репликации и дальнейшего заражения других клеток, и, используя тот же механизм, болезнь распространяется на других людей.
Важнейшим этапом жизненного цикла вируса является синтез новых вирусных белков, построенных на основе инструкций генома вирусной РНК.
Белковая фабрика клетки, рибосома, начинает собирать вирусные белки в соответствии с этими «чертежами».
Когда клетка здорова, рибосома движется по РНК со строго размеренной скоростью, считывая за шаг три нуклеотида РНК.
Этот трехбуквенный код идентифицирует соответствующую аминокислоту, которая присоединяется к создаваемому белку.
Почти никогда не случается, чтобы рибосома перемещала один или два нуклеотида РНК вперед или назад, отклоняясь от этого правильного трехстороннего рисунка.
Если такой сдвиг в рибосоме (так называемый «сдвиг рамки считывания») все же происходит, это приводит к ошибкам в чтении генетического кода.
В наших клетках сдвиг рамки почти никогда не происходит; Это приведет к тому, что клеточные белки станут нефункциональными.
А вот жизненный цикл некоторых вирусов, например, коронавирусов и ВИЧ, зависит именно от смещения рамки считывания — во время таких событий регулируется уровень вирусных белков.
Например, вирус SARS-CoV-2, тот же самый, который вызывает COVID-19, критически зависит от сдвига рамки считывания, вызванного необычным и запутанным укладыванием вирусной РНК.
Следовательно, поскольку сдвиг рамки считывания жизненно важен для вируса и почти никогда не происходит в нашем организме, любое соединение, препятствующее сдвигу рамки считывания, потенциально может помочь в качестве эффективного противовирусного препарата.
Однако до сих пор неизвестно, как вирусная РНК взаимодействует с рибосомой, вызывая сдвиг рамки считывания, и это было бы важно знать для разработки лекарств.
Получена подробная картина процесса, критического для репликации коронавируса
Команда исследователей из ETH Zurich и университетов Берна, Лозанны и Корка (Ирландия) впервые смогла выявить взаимодействия сдвига рамки между вирусным геномом и рибосомой.Результаты их работы были опубликованы в журнале Наука .
С помощью сложных биохимических экспериментов исследователи смогли локализовать рибосому точно в том месте генома РНК SARS-CoV-2, где произошел сдвиг рамки считывания.
Им удалось изучить этот молекулярный комплекс с помощью криоэлектронной микроскопии.
В результате работы удалось описать этот процесс в беспрецедентных подробностях и открыть ряд новых свойств, о которых даже не подозревали.
Во время сдвига рамки считывания динамическая рибосомальная машина принимает неестественную конфигурацию, в результате чего получается одно из самых резких и точных изображений рибосомы млекопитающих, визуализируемых во время сдвига рамки считывания информации из вирусного генома.
Затем ученые подкрепили свои структурные выводы, проведя эксперименты.
in vitro И в виво и, в частности, как можно нацелить этот процесс с помощью желаемых химических соединений.
Ненад Бан, профессор молекулярной биологии в ETH Zurich и соавтор этого исследования, подчеркивает, что «представленные здесь результаты относительно SARS-CoV-2 также будут полезны для понимания механизмов сдвига рамки считывания у других РНК-вирусов».
Потенциальная цель для разработки противовирусных препаратов
Зависимость SARS-CoV-2 от такого сдвига рамки считывания на рибосоме может быть полезна при разработке противовирусных препаратов.Согласно более ранним исследованиям, известно несколько препаратов, способных ингибировать сдвиг рамки считывания у коронавирусов; Но новые исследования теперь дают представление о том, как эти соединения влияют на уровни SARS-CoV-2 в инфицированных клетках.
В экспериментах оба соединения подавляли репликацию вируса на два-три порядка, не оказывая при этом токсичности для обработанных клеток.
При этом один из них подавлял репликацию вируса за счет ингибирования сдвига рамки рибосомы, тогда как действие второго может быть основано на другом механизме.
Хотя эти соединения в настоящее время недостаточно эффективны для терапевтического использования, это исследование показывает, что ингибирование сдвига рамки рибосом фундаментально влияет на репликацию вируса, открывая путь для разработки более эффективных соединений.
Поскольку все коронавирусы зависят от поддержания этого механизма сдвига рамки считывания, препарат, нацеленный на этот процесс, может также оказывать терапевтический эффект против других коронавирусов, отдаленно связанных с SARS-CoV-2. «Наша будущая работа будет сосредоточена на понимании клеточных защитных механизмов, которые ингибируют вирусное чтение со сдвигом рамки, поскольку это может быть полезно для разработки более мелких соединений с аналогичным механизмом действия», — говорит Бан.
РНК (желтая) вируса SARS-CoV-2 образует структуру псевдоузла (разноцветная, внизу справа), которая вызывает сдвиг рамки считывания при движении вдоль рибосомы (коричневая).
Таким образом, вирусная РНК контролирует уровень синтеза вирусного белка.
Более подробная информация об исследовании описана в видео, указанном выше (Графика: Саид Саннуга, Cellscape.co.uk / ETH Zurich, The Ban Lab) 
Облако VDS-серверы от Маклеода быстро и безопасно.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув по баннеру и получите скидку 10% на первый месяц аренды сервера любой конфигурации! 
Теги: #Популярная наука #здоровье #covid-19 #Биотехнологии #vds #коронавирус #vps #микробиология #быстрые серверы
-
Почему Macbook Air — Правильный Ноутбук
19 Oct, 24 -
Выйти На Пенсию В 22 Года
19 Oct, 24 -
Как Создавался «Кинопоиск» Для Windows Phone
19 Oct, 24 -
Используете Ли Вы Весь Потенциал Ооп В Php?
19 Oct, 24
