Биологи нашли главный "сборочный цех" вируса гриппа

Португальские молекулярные биологи проследили за тем, что происходит с гриппом после его проникновения в клетки человека и выяснили, где находится главный "сборочный центр" новых вирусных частиц. Эти данные помогут ученым создать универсальную вакцину от этой болезни, сообщает журнал Nature Communications.

"Мы открыли дорогу для создания принципиально новых, альтернативных подходов к борьбе с гриппом. Теперь мы можем атаковать сам процесс формирования генома вируса или ту точку, где собираются его новые частицы", — заявила Мария Аморим (Maria Amorim) из Института Гульбенкяна в Оэйраше (Португалия).

Ежегодно эпидемии гриппа уносят жизни многих тысяч человек. Борьба с заболеванием осложняется тем, что у этого вируса есть три разновидности — А, В и С, поэтому довольно сложно предсказать, какой именно вид получит наибольшее распространение в этом или следующем году. Кроме того, вакцинация позволяет выработать иммунитет лишь к одному или нескольким штаммам.

Аморим и ее коллеги по институту подошли к решению этой проблемы с принципиально иной стороны. Они не стали искать "универсальные" антитела, способные распознавать большую часть уже готовых вирусных частиц, а проанализировали то, как они формируются внутри клеток людей и других млекопитающих.

Генетический материал вируса гриппа, как объясняют ученые, состоит из восьми обособленных молекул РНК, каждая из которых упакована в особую белковую оболочку, одновременно защищающую их от повреждений и обнаружения клеткой, а также содержащую в себе все необходимые "инструменты" для запуска процесса их самокопирования.

С одной стороны, подобное разделение упрощает жизнь вирусу внутри клеток, но с другой – оно заметно усложняет процесс сборки его копий. По сути, гриппу необходимо не только скопировать каждый сегмент генома и упаковать их в белки, но и соединить ровно восемь РНК-молекул в единую вирусную частицу.

Как и где это происходит, ученые не знали. Было ясно, что молекулы РНК копировались внутри ядра зараженной клетки, а сами вирусы формируются у границы между ее оболочкой и окружающей средой. С другой стороны, то, что происходит посередине между ними, оставалось тайной и предметом споров среди вирусологов.

Проблема заключалась в том, что биологи долгое время не могли найти обособленных структур, своеобразных вирусных "сборочных конвейеров", внутри которых бы возникали новые вирусные частицы в изоляции от всей остальной клетки. Португальские исследователи доказали, что они все же существуют, и выяснили, почему их раньше никто не замечал, изучая "точечные" скопления РНК в цитоплазме жертв гриппа.

Для этого ученые встроили светящиеся белковые молекулы в каждый сегмент вирусного генома и наблюдали за их движением при помощи микроскопов. Наблюдения за их "миграциями" неожиданно показали, что вирус умеет пользоваться законами физики для того, чтобы обеспечить себе "жизненное пространство" для точной и беспрепятственной сборки новых копий самого себя.

Дело в том, что многие жидкости, если их перемешать друг с другом, не смешиваются, а разделяются на обособленные капли или слои. Нечто похожее происходит, если налить в один и тот же стакан воду и подсолнечное масло, а затем взболтать их. Это же, по словам Аморим и ее коллег, случается и при сборке вируса гриппа – он формирует подобные пузыри в цитоплазме и использует их в качестве "фабрик" для подготовки новых копий себя.

Что интересно, любая вирусная молекула РНК и ее белковая оболочка способна сформировать своеобразный "пузырь" из жидкости с несколько другими фазовыми свойствами по сравнению с "нормальной" цитоплазмой клетки. Это стало большой неожиданностью для вирусологов, так как они изначально считали, что эти сложные структуры возникают в результате взаимодействия нескольких фрагментов генома вируса.

Как предполагают ученые, этот процесс одинаков для всех штаммов вируса гриппа. Дальнейший анализ устройства и работы этих капель, как надеются португальские биологи, поможет понять, как можно нарушить работу этих "сборочных конвейеров" и защитить организм человека от любых типов этой инфекции.