Ученые раскрыли механизм работы вирусного ДНК-упаковочного мотора

Исследователи выяснили, как работает молекулярный мотор, упаковывающий генетический материал в вирусы с двуцепочечной ДНК. Это открытие проливает свет на критический этап жизненного цикла вирусов, таких как поксвирусы, герпес и аденовирусы, и может вдохновить на создание микроскопических машин на основе природных биомоторов.

Исследование, поддержанное Национальным научным фондом США, провели ученые из Университета Дьюка, Университета Миннесоты, Университета Массачусетса и Медицинского отделения Техасского университета. Результаты опубликованы в трех статьях в журналах Science Advances, Proceedings of the National Academy of Sciences и Nucleic Acids Research.

Большинство вирусов с двуцепочечной ДНК сначала создают белковый контейнер — капсид, а затем заполняют его генетическим материалом. Это сложная задача: отрицательно заряженная ДНК сопротивляется сжатию в малом объеме и упаковывается в чрезвычайно плотную, почти кристаллическую структуру, что требует огромного усилия.

Давление внутри вирусной частицы превышает 800 psi, что почти в десять раз больше давления в закупоренной бутылке шампанского. Это давление помогает вирусу при заражении новой клетки: после прокола оболочки клетки ДНК с силой впрыскивается внутрь.

До недавнего времени механизм работы мощного мотора, упаковывающего ДНК под таким давлением, был плохо изучен. Новые данные и компьютерное моделирование позволили создать наиболее детальную на сегодня модель этого механизма.