Структура вируса, переносимого клещами, впервые раскрыта с атомным разрешением
Сезон активности клещей становится длиннее, а ареал их обитания расширяется, что увеличивает риск заражения вирусами, которые они переносят.
Одним из таких возникающих в Северной Америке вирусов является вирус Повассан (POWV), способный вызывать энцефалит, судороги, паралич и кому. По словам Джойс Хосе, доцента биохимии и молекулярной биологии в Penn State, уровень заражений POWV растет, а методов лечения в настоящее время не существует.
«Мы мало знаем о структуре этого вируса, но нам необходимо это знать, чтобы разработать стратегии лечения и профилактики инфекции», — пояснила Джойс.
Исследовательская группа из Penn State, Университета Миннесоты и Министерства сельского хозяйства США построила высокодетальную 3D-структуру POWV. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.
Метод исследования
POWV относится к семейству Flaviviridae, куда также входят вирусы Западного Нила, денге и желтой лихорадки. Поскольку работа с опасным патогеном в его естественной форме сложна, ученые использовали суррогатную модель.
Они взяли вирус вакцины против желтой лихорадки (ослабленный штамм) и заменили в нем два гена, кодирующих структурные белки, на гены, кодирующие поверхностные белки POWV:
- Белки оболочки (envelope proteins)
- Мембранные белки (membrane proteins)
Эти белки на поверхности вируса расположены в виде «елочки». Полученный химерный вирус был безопасен для изучения.
Ключевая технология
Структуру визуализировали с помощью крио-электронной микроскопии (cryo-EM) в Penn State. Эта технология позволяет определять 3D-структуру вирусов с разрешением, близким к атомному.
«Раньше вирусы выглядели как бесформенные пятна из-за низкого разрешения. Теперь мы видим, как расположена каждая молекула на поверхности, и какие из них более доступны», — отметила Джойс Хосе.
Основные выводы
- Структура — первый шаг. Знание точной структуры и расположения поверхностных белков необходимо для понимания взаимодействий «вирус-хозяин» и «вирус-переносчик» (клещ).
- Переносчик определяется не структурными белками.
Исследование показало, что специфичность переносчика (комары или клещи)
определяется неструктурными белками вируса, а не теми,
что находятся на его поверхности.
«Мы не понимаем, что именно предотвращает перекрестную передачу вирусов между комарами и клещами», — сказала Хосе.
Значение для будущего
Поскольку мишенью для вакцин и методов лечения обычно служат именно поверхностные белки, полученная высокодетальная структура POWV может стать основой для разработки будущих терапевтических средств.
Следующим шагом команда планирует продолжить изучение факторов, влияющих на механизм передачи вирусов.