Пролит свет на загадку гигантских вирусов

В последние годы гигантские вирусы были обнаружены в нескольких самых загадочных местах мира, от тающей вечной мерзлоты Сибири до мест, неизвестных под антарктическими льдами. Но не волнуйтесь, «эта штука» все еще является произведением научной фантастики. На сегодня.

newstudyshin
Схема заражения клетки: Фагоцитоз — открытие «звездных врат» — Слияние — Высвобождение вирусной нуклеиновой кислоты в цитоплазме — Образование фабрики по производству вирусных частиц — Лизис (разрушение) клетки / Cryo-EM facility

В новом исследовании группа ученых из Мичиганского государственного университета пролила свет на эти загадочные, но захватывающие гигантские микроорганизмы и на ключевые аспекты процесса, посредством которого они заражают клетки. С помощью передовых технологий визуализации это исследование разработало надежную модель для изучения гигантских вирусов и впервые выявило и охарактеризовало несколько ключевых белков, ответственных за организацию инфекции.

Долгоживущие гиганты в мире вирусов

Гигантские вирусы на порядок крупнее обычных вирусов. Они имеют размер более 300 нанометров и могут выживать в течение многих тысячелетий. Для сравнения, риновирус, ответственный за обычную простуду, составляет примерно 30 нанометров.

«Гигантские вирусы имеют гигантские размеры и сложность», — говорит главный исследователь Кристин Парент, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии МГУ. «Гигантские вирусы, недавно обнаруженные в Сибири, сохранили способность заражать после 30 000 лет пребывания в вечной мерзлоте».

Звездные врата вирусного генома

Внешние оболочки гигантского вируса, или капсиды, прочны и способны выдерживать суровые условия окружающей среды, защищая вирусный генетический материал внутри. Капсиды видов, проанализированных в этом исследовании — мимивирус, Антарктический вирус, вирус самбы и недавно обнаруженные тупанвирусы — являются икосаэдрическими или имеют форму двадцатигранной матрицы.

Эти виды гигантских вирусов обладают уникальным механизмом высвобождения своего вирусного генома. Образование в форме морской звезды сидит на вершине одной из белковых вершин внешней оболочки. Эта уникальная вершина известна как «звездные врата».- Во время заражения «морская звезда» и «звездные врата» открываются, чтобы высвободить вирусный геном.

 

Захватить и заставить работать на себя

Результаты исследования выявили три условия окружающей среды, которые успешно вызвали открытие «звездных врат» на капсиде (оболочке) гигантских вирусов: низкий уровень рН, высокая температура и высокое содержание соли. Более того, каждое состояние вызывало различную стадию инфекции. Используя эти новые данные, научная группа разработала модель, позволяющую эффективно и надежно имитировать стадии инфекции для изучения.

Полученные результаты позволили сделать несколько новых выводов. В частности, вирусологи заявили: «Мы обнаружили, что печать „морской звезды“ над порталом „звездных врат“ медленно расстегивается, оставаясь прикрепленной к капсиду, а не просто освобождая все сразу».

Получив возможность последовательно воссоздавать различные стадии инфекции, исследователи изучали белки, высвобождаемые гигантским вирусом на первой стадии. Белки действуют как рабочие, организуя множество биологических процессов, необходимых вирусу, чтобы заразить клетку и заставить ее репродуктивный механизм работать на воспроизведение не белков клетки, а вирусных частиц.

Белковые секреты гигантских вирусов

Результаты этого исследования помогают определить роли многих белков с ранее неизвестными функциями. Ученые определили ключевые белки, высвобождаемые на начальных стадиях инфекции, ответственные за процесс проникновения генетического материала гигантского вируса в клетку. Теперь предстоит выяснить точные функции этих белков и то, как они управляют развитием инфекции гигантских вирусов.

Вопрос о том, способны ли гигантские вирусы заражать людей, является постоянной темой для обсуждения среди вирусологов.

Читайте далее: Откуда приходят опасные вирусы. И коронавирусы тоже.