Ученые впервые увидели, как вирус гриппа крадет защиту человеческой РНК
Исследователи из Геттингена, Института Макса Планка в сотрудничестве с французскими исследовательскими центрами подробно изучили, как вирус гриппа использует свой копировальный аппарат FluPol для «кражи» кэпа РНК у человеческой клетки. Результаты, опубликованные в Nature, раскрывают один из ключевых этапов размножения вируса и открывают путь к созданию новых противовирусных препаратов
Как вирус гриппа крадет РНК хозяина
Вирусы гриппа — РНК-вирусы с одноцепочечной РНК. Попав в клетку, вирус не может самостоятельно защитить синтезированную мРНК кэпом — короткой химической «шапочкой» на ее начале, которая нужна для производства белков и предотвращает распознавание РНК как чужеродной клеткой. FluPol получает этот кэп у РНК-полимеразы хозяина, перенаправляя ресурс клетки для своих целей.
«Большинство вирусов умеют сами прикреплять кэп, но грипп лишен этой способности. Его полимераза выработала уникальный способ захвата кэпа у хозяина», — объясняет Патрик Крамер из Общества Макса Планка.
Три шага кражи
Александр Ротш из Института Макса Планка описывает процесс в деталях. На первом этапе FluPol соединяется с клеточной РНК-полимеразой (Pol II), которая только что синтезировала кэп. Полимеразы адаптируют свои структуры, чтобы плотно соприкоснуться. Второй шаг — отрезание небольшого фрагмента РНК вместе с кэпом и поднесение его к активному центру FluPol. На третьем этапе вирус использует этот фрагмент для синтеза собственной мРНК. Получившаяся мРНК идентична клеточной и полностью функциональна, но скрыта от иммунной системы.
Важную роль играет третий компонент — белок DSIF, регулирующий активность Pol II. Он стабилизирует взаимодействие вирусной и клеточной полимераз, позволяя FluPol эффективно «выполнять кражу».
«Наблюдать эти взаимодействия на молекулярном уровне позволяет понять, как вирус успешно реплицируется даже в сильной иммунной среде», — добавляет Кристиан Динеманн из Института Макса Планка.
Почему это важно для медицины
FluPol — «ахиллесова пята» вируса гриппа. Изменение участков вирусной полимеразы, которые связываются с клеточной, снижает активность FluPol в живых клетках.
«Мы показали, что вмешательство в эти контакты ослабляет вирус и в реальных клетках», — говорит Мод Дюпон из Института Пастера.
Таким образом можно разрабатывать препараты, блокирующие захват кэпа, предотвращающие репликацию вируса и новые эпидемии.
Грипп остается угрозой
Вирус гриппа вызывает ежегодные эпидемии и иногда глобальные пандемии. Вакцины нужно обновлять каждый год, а препараты теряют эффективность из-за быстрых мутаций вируса. Изучение FluPol открывает возможность атаковать консервативный, малоизменяемый механизм вируса — это потенциально надежная стратегическая цель для лекарств будущего.
Криоэлектронная микроскопия позволила команде визуализировать FluPol и Pol II вместе с DSIF в трех измерениях с атомным разрешением. Ученые буквально видели, как вирус «перехватывает» нормальный синтез РНК хозяина и перенаправляет его в свою пользу. Это дает уникальное понимание, как вирус гриппа обходит защиту клетки, оставаясь незамеченным.
«Видеть, как вирус крадет кэп, словно магический трюк с ключом, который открывает все двери клетки, — это шаг к разработке новых способов борьбы с гриппом», — заключает Патрик Крамер.
