Взлом с проникновением: биологи впервые сняли на видео, как вирус заражает клетку

Ученые добились такого результата, используя усовершенствованную визуализацию — решетчатую световую микроскопию, а также некоторые химические и генетические манипуляции. Научная статья вышла в Proceedings of the National Academy of Sciences, достижением поделились в Гарвардской медицинской школе (США).

Первая часть видео показывает вирус, сконструированный так, чтобы отращивать шиповидные белки SARS-CoV-2 (помечены розовым), когда он захватывается клеточной поверхностью и поглощается частью клетки, называемой эндосомой. Затем вирус сливается с мембраной эндосомы и вводит свой генетический материал (обозначенный синим цветом) внутрь клетки. Все это необходимо для запуска цикла вирусной инфекции и ее распространения.

Во второй части видео показано множество таких вирусов внутри клетки. Видео охватывает 4 минуты активности, снимки делались каждые 4 секунды.

Результаты дают новое представление о фундаментальной механике вирусной инфекции и могут указать путь к новым методам профилактики COVID-19.

Работа, в частности, показывает, что вирусы не могут сливаться с мембраной и высвобождать свои геномы, если не находятся в слегка кислой среде. Эксперименты показали, что рН должен быть в пределах от 6,2 до 6,8, чуть меньше нейтрального, как в жидкостях организма, таких как слюна и моча.

Эндосомы имеют как раз такую кислотность, и измерения подтвердили, что это также диапазон pH внутри человеческого носа, где обычно и начинается заражение SARS-CoV-2. Кислая среда позволяет ферментам на поверхности клетки, в том числе TMPRSS2, ключевому активатору инфекции SARS-CoV-2, разрезать спайковый белок и способствовать слиянию мембран.

«Довольно забавно, что измерение pH в полости ноздрей раньше почти не проводилось», — отмечает соавтор Томас Кирххаузен, профессор клеточной биологии.

Генетики выявили, где произошли самые первые случаи заражения COVID-19

Ученые определили, когда распространился современный вирус герпеса человека