Badacze zidentyfikowali sposób, w jaki wirus grypy atakuje ludzkie komórki
Naukowcom udało się zmapować z niespotykaną dotąd szczegółowością, w jaki sposób wirus grypy typu A zmienia funkcjonowanie zakażonych komórek ludzkich. W tym celu zastosowali specjalnie opracowaną procedurę eksperymentalną, która pozwoliła im bezpośrednio obserwować interakcje białek wewnątrz nieuszkodzonych, zakażonych komórek.
Każdego roku sezonowa grypa powoduje poważne objawy u nawet 5 mln osób na całym świecie. W szczególności wirus grypy typu A był przyczyną kilku pandemii, w tym pandemii hiszpanki w 1918 roku. Kiedy wirus infekuje komórki, uwalnia swój materiał genetyczny, zawierający schematy kilku białek. Rozprzestrzeniają się one w komórce gospodarza i przekształcają swój mechanizm molekularny, aby tworzyć kolejne wirusy.
Badacze z EMBL w Hamburgu i współpracownicy z Instytutu Badań nad Farmakologią Molekularną im. Leibniza przyznali, że eksperyment wcale nie był łatwy. Większość dotychczasowych badań opierała się na metodach biochemicznych, które miały jedną wspólną wadę: przed pomiarem interakcji konieczne było rozbicie komórki. Po zniszczeniu kompartmentów komórkowych białka, które w komórce nigdy nie miały ze sobą kontaktu, mogły się spotkać w probówce, a delikatne lub specyficzne dla danej lokalizacji interakcje mogły zostać utracone. Trudno było zatem ustalić, które interakcje faktycznie miały miejsce wewnątrz zainfekowanej komórki.
- Nasza praca oferuje nowy sposób badania interakcji między wirusem grypy a gospodarzem w ich naturalnym kontekście i z uwzględnieniem ich struktury - mówi Jan Kosiński, który kierował badaniami.
Z pomocą Borisa Bogdanowa i Fan Liu z FMP Berlin, którzy opracowali specjalną technikę służącą do mapowania kontaktów białkowych, dostosowaną specjalnie do komórek zainfekowanych wirusem, osiągnięto przełom. Metoda ta pozwoliła naukowcom uchwycić krótkotrwałe i specyficzne dla danej lokalizacji interakcje. W połączeniu z obliczeniowym modelowaniem strukturalnym badacze mogli nie tylko zidentyfikować, które białka wirusowe i ludzkie wchodzą ze sobą w interakcje, ale także przewidzieć, jak fizycznie do siebie pasują.
Naukowcy zmapowali mechanizm infekcji z niespotykaną precyzją
Ujawniono dwa istotne mechanizmy, za pomocą których wirus przejmuje kontrolę nad komórką. Pierwszy z nich dotyczy hemaglutyniny - białka znajdującego się na powierzchni wirusa, które służy mu do wiązania się z komórkami gospodarza i wnikania do nich. Drugi dotyczy paraspekli - niewielkich struktur przypominających kropelki, znajdujących się w jądrze komórkowym. Naukowcy odkryli, że zakażenie wirusem grypy typu A powoduje rozpuszczenie się tych organelli, co wirus wykorzystuje do replikacji.
- Chociaż badanie koncentrowało się na szczepie zaadaptowanym w laboratorium, stanowi ono podstawę do zastosowania tej metodologii do wirusów o potencjalnym znaczeniu pandemicznym - podsumował Bogdanow.
Badanie opublikowano w czasopiśmie Nature Microbiology.
