Новый механизм проникновения в клетку для некоторых типов парвовирусов

Исследователи из Национального института научных исследований (INRS) совместно с американскими учёными обнаружили новую стратегию парвовирусов для достижения клеточного ядра, где они размножаются. Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Новый метод проникновения — яркий пример эволюции, движимой хозяином. Парвовирусы чрезвычайно заразны и устойчивы в окружающей среде. Они передаются в основном через фекалии инфицированных беспозвоночных, позвоночных и млекопитающих, включая человека.

Обычно, чтобы достичь ядра клеток-хозяев, парвовирусы используют преимущественно ферментативные реакции. Сначала они поглощаются клеткой внутрь везикулы (мембранного компартмента). Чтобы вырваться, парвовирусы активируют вирусный ферментный домен — фосфолипазу A2 (PLA2). Этот ключевой механизм был открыт в 2001 году той же лабораторией INRS.

Однако некоторые типы парвовирусов, как и другие безоболочечные вирусы, не имеют этого ферментного домена и должны покидать везикулу иным способом. С помощью методов молекулярной биологии и структурных исследований учёные INRS обнаружили, что новый вирус, поражающий гигантскую тигровую креветку, использует более механический способ.

Этот тип парвовируса содержит внутренний пентамерный пучок спиралей, удерживаемый вместе ионами кальция. Когда микроорганизм оказывается в везикуле, где концентрация кальция снижается из-за устранения токсичных веществ, пучок высвобождается и открывает белковую оболочку (капсид), заключающую его генетический материал. Это позволяет вирусной ДНК вырваться в ядро для репликации.

«Оказывается, включение ферментативного домена PLA2 — лишь одна из стратегий, даже в рамках семейства парвовирусов. Здесь мы демонстрируем ещё одну стратегию, которая, возможно, не ограничивается одной линией парвовирусов, но распространяется и на другие экономически значимые парвовирусы, такие как парвовирусы домашней птицы и разводимой норки», — говорит Джудит Пензес, первый автор статьи, опубликованной 18 августа 2020 года.

Эволюция, движимая хозяином

Ведущий автор публикации, заслуженный профессор INRS Питер Тийссен, также говорит о конвергентной эволюции этого метода проникновения в клетку, движимой хозяином: «Два парвовируса с разными последовательностями ДНК, которые поражают креветок, выработали схожие стратегии для достижения ядра».

Используя почти двухэтажный микроскоп FEI Titan Krios, Джудит Пензес смогла определить полную структуру вируса в масштабе, близком к атомному.

В конечном счёте, открытие этого механизма может привести к лучшему пониманию того, как вирусы проникают в клетки, и даже к созданию лекарства. «Если мы узнаем, как парвовирус высвобождает свою ДНК в ядро клетки-хозяина, мы можем попытаться найти молекулу, чтобы блокировать это действие», — заключает профессор Тийссен.