Ученые показали, как нас атакуют вирусы
Фото: Одиночная клетка, в которой с помощью цветного биосенсора выделены разные типы трансляции. Фото: CSU
Вирусы бывают разных форм и размеров и используют отличные друг от друга механизмы атаки при заражении человека или животного. Но у всех вирусов есть общая черта: они могут причинить вред, только размножаясь внутри клеток организма-носителя. Исследователи из Университета штата Колорадо решили подробно изучить все аспекты вирусной атаки, включая то, как они используют механизмы производства белка у носителя для размножения. Об этом сообщается в пресс-релизе для EurekAlert.
Специалистам впервые удалось показать процесс «нападения» вируса на организм носителя на уровне одной молекулы. Это поведение впоследствии удалось воспроизвести в вычислительных моделях.
Угон носителя
Вирусы не кодируют собственный механизм репликации, и поэтому используют клеточное деление хозяев, «угоняя» рибосомы, которые необходимы для создания белков. Многие вирусные геномы содержат специальные структуры РНК, участки внутренней посадки рибосомы (IRES), которые захватывают рибосомы носителя, заставляя их производить вирусные белки.
Исследователи изобрели биосенсор, который загорается синим, когда происходит передача от вируса, и зеленым во время обычной работы живых клеток. Это позволяет в режиме реального времени различать здоровые процессы внутри организма и вирусные. Устройство выделяет части вируса, которые взаимодействуют с материей хозяина.
Клеточный стресс
Помимо изучения вирусной трансляции в здоровых клетках биосенсор позволяет визуализировать эффекты различных типов стресса, которым клетки подвергаются при атаке вируса, а также подсвечивать очаги активности болезни. Наблюдения подтвердили вполне справедливое предположение, что в очагах стресса в клетках зараженного организма происходит перемещение вирусов.
Исследователи рассчитывают, что комбинация из уникальных биохимических датчиков и подробных вычислительных анализов предоставит мощные инструменты для понимания, прогнозирования и контроля того, как будущие лекарства могут работать для ингибирования трансляции вирусов, не влияя на носителя.
Решение актуальных проблем
Авторы проекта нацеливаются на COVID-19. Хотя SARS-CoV-2 не содержит IRES, по словам одного из авторов исследования Аманды Кох, биосенсор является модульным и может легко включать части SARS-CoV-2, чтобы следить, как он захватывает механизмы репликации хозяина во время инфекции.
