Впервые расшифрована молекулярная 3D-структура вирусной «копировальной машины»
Исследователи впервые показали, как генетический материал вируса Нипах реплицируется в заражённых клетках. Этот вирус может вызывать смертельный энцефалит у людей.
Вирус Нипах классифицируется ВОЗ как потенциально очень опасный для человека. Он вызывает вспышки в Азии, передаётся от летучих мышей к людям и от человека к человеку, приводя к летальному исходу в до 70% случаев. Целевых лекарств или вакцин против него пока нет.
Мишень для разработки лекарств
Учёные под руководством профессора Хауке Хиллена из Университетского медицинского центра Гёттингена и Института мультидисциплинарных наук им. Макса Планка впервые визуализировали трёхмерную структуру РНК-полимеразы вируса Нипах — его «копировальной машины». Эта молекула отвечает за репликацию вирусного генетического материала и активацию вирусных генов, что делает её перспективной мишенью для лекарств. Исследование опубликовано в Nature Communications.
Для расшифровки 3D-структуры использовали крио-электронную микроскопию. РНК-полимеразу шоково замораживали в двух состояниях — свободном и связанном с вирусной РНК, — делали тысячи снимков и с помощью высокопроизводительных компьютеров вычисляли структуру с почти атомарным разрешением.
Анализ РНК-полимеразы в действии
На втором этапе учёные воспроизвели процесс копирования РНК в пробирке, добавив к полимеразе матричную РНК и нуклеотиды. Биохимический анализ подтвердил активность фермента. Затем с помощью крио-ЭМ визуализировали 3D-структуру РНК-полимеразы в активном, связанном с РНК состоянии.
Ключевые выводы:
- Структура РНК-полимеразы вируса Нипах похожа на аналогичные ферменты родственных РНК-вирусов (например, Эбола), но имеет уникальные особенности.
- Впервые получен молекулярный «снимок» такой полимеразы в активном состоянии.
- Данные показывают, как фермент использует геномную РНК как матрицу, связывает продуктную РНК и нуклеотиды.
Сравнение «снимков» свободной и связанной полимеразы позволило не только расшифровать её структуру, но и понять динамику работы. Эти данные могут быть использованы для целенаправленной разработки препаратов, ингибирующих РНК-полимеразу.