Странная структура ORF8: картирование белка коронавируса, связанного с тяжестью заболевания
Международная команда исследователей определила атомную структуру белка коронавируса ORF8, который, как полагают, помогает патогену уклоняться от иммунного ответа и ослаблять его. Структурная карта, опубликованная в журнале PNAS, заложила основу для новых противовирусных методов лечения, специфичных для SARS-CoV-2.
"Мы построили атомную модель ORF8 с помощью рентгеновской кристаллографии, и она выделила две уникальные области: одна присутствует только в SARS-CoV-2 и его ближайшем предке из летучих мышей, а другая отсутствует у любого другого коронавируса", — сказал ведущий автор Джеймс Хёрли. — "Мы полагаем, что эти интерфейсы вовлечены в реакции, которые каким-то образом делают SARS-CoV-2 более патогенным".
Структурная биология в центре внимания
Определение структуры ORF8 было особенно сложным, поскольку его аминокислотная последовательность не похожа ни на один известный белок, что не позволяло использовать аналоги для предсказания его 3D-формы.
Команда под руководством Хёрли из UC Berkeley и Марка Аллэра из Berkeley Lab работала в ускоренном режиме шесть месяцев. Лаборатория Хёрли выращивала кристаллы белка, а Аллэр использовал рентгеновские лучи Advanced Light Source (ALS) для получения дифракционных изображений. Потребовались сотни кристаллов, тысячи снимков и специальные алгоритмы, чтобы собрать структуру ORF8 воедино.
"Эта мутация привела к удвоению размера белка, и удвоившаяся часть не была связана ни с одним известным фолдом", — добавил Хёрли. — "Около половины имеет ядро, родственное известному типу фолда из более ранних коронавирусов, но другая половина совершенно новая".
Генетический анализ показал, что ORF8 возник в SARS-CoV-2 в результате значительной рекомбинационной мутации в области генома, кодирующей белок ORF7. Такие события генетического расхождения часто являются причиной вирулентности новых штаммов.
Ответ на вызов
Учёные решили поделиться своими данными до публикации в рецензируемом журнале, что позволило другим группам начать последующие исследования на месяцы раньше. ALS получил специальное финансирование по закону CARES Act для поддержки работы над COVID-19.
"Когда мы начали, другие проекты были приостановлены, и у нас был уникальный шанс сосредоточиться на решении срочной проблемы", — сказал Аллэр. — "Это действительно было одним из лучших сотрудничеств в моей карьере".
В настоящее время проводятся исследования о том, как ORF8 взаимодействует с клеточными рецепторами и антителами, поскольку инфицированные люди вырабатывают антитела, связывающиеся с ORF8.