Биологи впервые подробно изучили, как размножается вирус иммунодефицита человека. Эта информация поможет в разработке новых лекарств. Возможно, с её помощью удастся окончательно победить смертоносную инфекцию.
Биологи впервые подробно изучили, как размножается вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Учёные проследили, как патоген встраивает свой геном в ДНК клетки хозяина, и обнаружили неожиданные детали. Эта информация поможет в разработке новых лекарств. Возможно, с её помощью удастся окончательно победить смертоносную инфекцию.
Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Science группой во главе с Уэсли Сандквистом (Wesley Sundquist) из Университета Юты.
ВИЧ – один из самых изученных в мире вирусов. Тем не менее мы до сих пор знаем о нём далеко не всё. Особенно трудно изучать процесс его размножения.
Напомним, что вирусы не способны размножаться самостоятельно. Чтобы создавать собственные копии, они перехватывают управление системами заражённой клетки. Похожим образом компьютерный вирус может заставить инфицированный компьютер создавать копии незваного гостя и рассылать их по разным адресам.
ВИЧ относится к РНК-вирусам. Это значит, что его геном хранится не в ДНК, а в РНК. Чтобы размножиться, патоген переписывает информацию с РНК на ДНК (этот процесс называется обратной транскрипцией). Этот фрагмент ДНК он встраивает в хромосому хозяина (это называется интеграцией). В итоге в геноме заражённой клетки оказываются команды, вынуждающие её производить новые копии вируса.
Этот процесс происходит глубоко в ядре клетки, там, где хранится её ДНК. Вот почему за ним сложно проследить.
Слева изображение капсида вируса, полученное с помощью электронного микроскопа. Справа схема его строения.
Иллюстрация Owen Pornillos, Barbie Ganser-Pornillos.
Авторы новой статьи сделали почти невозможное. Они создали вне живой клетки искусственную среду, в которой ВИЧ выполняет обратную транскрипцию и интеграцию. Это и позволило впервые изучить этот процесс в деталях.
И, разумеется, свою роль сыграли новейшие методы микроскопии. ВИЧ состоит из продолговатой белковой оболочки (капсида), в которой спрятана нить РНК. Длина капсида – всего 130 нанометров. Тем не менее исследователи разглядели не только саму оболочку вируса, но и каждый из 240 составляющих её белковых "блоков".
Обычно считается, что основная роль капсида – предохранять хрупкое содержимое от внешних воздействий. Однако в новом исследовании выяснилось нечто неожиданное.
"Наши данные показывают, что вирусный капсид играет активную и незаменимую роль в осуществлении эффективной обратной транскрипции, – объясняет Сандквист. – Это отличается от того, что написано в учебниках".
Капсид вируса служит оболочкой для нити РНК (показана синим). Но, как выяснилось, он необходим и для размножения вируса.
Иллюстрация Janet Iwasa.
Это означает, что лекарства, атакующие оболочку вируса, смогут подавлять размножение патогена. Этот путь может привести к разработке новых эффективных препаратов от ВИЧ.
Напомним, что современные медикаменты мешают вирусу размножаться, но не убивают его. Поэтому ВИЧ-инфицированные пациенты вынуждены всю жизнь принимать лекарства, чтобы не дать вирусу расплодиться, поразить иммунную систему и вызвать СПИД.
Возможно, беспрецедентно детальные наблюдения за этим патогеном позволят разработать препараты, которые навсегда избавят пациентов от патогена. Также они могут помочь в разработке вакцины от смертоносного вируса.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о первой 3D-анимации активности вируса.
