Стремясь когда-нибудь устранить необходимость в ежегодной прививке от гриппа, группа исследователей из Национального института здравоохранения (NIH) и Медицинской школы Икана на горе Синай изучает поверхность вирусов гриппа, которые покрыты белком, называемым «гемагглютинин» (HA). Этот конкретный белок используется вирусами как ключ, чтобы открывать клетки и заражать их, что делает его идеальной мишенью для усилий, направленных на то, чтобы помочь иммунной системе организма бороться с широким спектром штаммов гриппа.
Эрин Тран, штатный научный сотрудник, работающий в Лаборатории клеточной биологии/биофизики Национального института рака NIH, представит исследование на 61-м ежегодном собрании Биофизического общества в Новом Орлеане, штат Луизиана, которое пройдет с февраля.11-15, 2017. Tran использовал методы криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ), чтобы определить, внедряются ли шиповидные белки HA в их естественной среде в вирусную мембрану, имитируя то, что тело может видеть, когда оно подвергается воздействию. к вирусам гриппа. Работа является частью продолжающегося сотрудничества между лабораториями Питера Палезе и Флориана Краммера на горе Синай и Шрирама Субраманиама в NIH.
«В нашем случае этот процесс начинается с взвешенных в жидкости вирусов», - сказал Тран. «Несколько капель вирусной суспензии, содержащей тысячи вирусов, помещают на крошечную круглую медную сетку. Лишнюю жидкость удаляют фильтровальной бумагой, и сетку сразу же погружают в бассейн с жидким этаном, который поддерживается при температура около -180 ° C. Это замораживает вирусы в очень тонком слое стеклоподобного льда и позволяет нам визуализировать их в их естественном состоянии».
После замораживания вирусы визуализируются с помощью электронного микроскопа.
«Мы получаем трехмерное изображение, используя процедуру, которая включает в себя сбор серии изображений вируса в разных ориентациях относительно падающего электронного луча», - сказала она. «Изображения спайковых белков HA от отдельных вирусов «зашумлены», но, усредняя изображения от нескольких вирусов, мы можем получить более точное представление о форме поверхностного белка HA».
Тран и его коллеги были удивлены гибкостью и устойчивостью, продемонстрированной белком НА гриппа. Когда белки сделаны из двух разных штаммов ДНК и, следовательно, названы химерными, команда обнаружила драматический поворот.
"Головая часть белка смещена относительно ножки почти на 60 градусов, однако вирусы, которые экспрессируют эти химерные НА, все еще функциональны, и химерный белок по-прежнему способен связывать антитела, нацеленные либо на головку, либо на ножку. белка», - сказал Тран. «[Работа] показывает, что криоэлектронную томографию можно использовать как эффективный способ охарактеризовать вакцины-кандидаты против гриппа в нативном контексте."
Их следующая цель - выяснить, являются ли структурные изменения, которые они обнаруживают в этом конкретном химерном белке HA, репрезентативными для более широкого набора химерных HA.
«В целом, мы заинтересованы в использовании криоэлектронной микроскопии и томографии для визуализации механизмов, которые вирусы используют для заражения клеток», - сказал Тран. «Мы изучаем различные оболочечные вирусы, в том числе ВИЧ и лихорадку Эбола, чтобы лучше понять механизмы, с помощью которых можно заблокировать их проникновение в клетки».