Исследователи дали новое представление о механике вируса, который вызывает сильную диарею и тошноту у маленьких детей, согласно отчету, опубликованному в eLife.
Исследование, проведенное Автономным университетом Мадрида, Институтом здравоохранения Карлоса III и Национальным центром биотехнологии в Испании, может открыть новые возможности для разработки эффективных методов лечения ротавируса, который обычно поражает детей в возрасте до пяти лет. Это первая статья, подробно описывающая взаимодействие между функцией и механическими свойствами «многослойного» вируса.
Вирусные частицы заключают свой генетический материал в белковую оболочку, предназначенную для защиты, перемещения и высвобождения своего генома в клетке-хозяине. Поэтому структура вирусных частиц должна быть достаточно прочной, чтобы защитить вирусный геном во внешней среде и противостоять атакам иммунной системы хозяина, чтобы гарантировать успешное заражение.
Многие двухцепочечные РНК-вирусы, такие как ротавирусы, изолируют свой геном внутри основной оболочки, которая включает в себя собственный молекулярный механизм, позволяющий геному воспроизводиться и распространяться. Некоторые вирусы идут еще дальше и создают дополнительные концентрические белковые слои, которые функционируют другими способами, например, помогают связываться и проникать в клетки-мишени.
«Полная частица ротавируса образована тремя независимыми белковыми оболочками. Эта частица и субвирусные частицы, содержащие один или два белковых слоя, играют разные роли во время инфекции», - объясняет ведущий автор Мануэль Хименес-Сарагоса, научный сотрудник Кафедра физики конденсированных сред Мадридского автономного университета.«Мы хотели увидеть, как взаимодействия между слоями, которые определяют эти разные частицы, работают вместе во время цикла репликации вируса».
Хотя предыдущие исследования показали, как очищать двухслойные белковые частицы, авторы текущей работы разработали новый способ очистки однослойных частиц, позволяющий изучать их по отдельности. После очистки этих субвирусных частиц команда использовала систему сканирующего зонда, называемую атомно-силовой микроскопией, которая включает в себя использование небольшого острого стилуса для деформации вирусных частиц. Это позволило им изучить прочность и устойчивость отдельных тройных, двойных и однослойных частиц.
Они обнаружили сильное взаимодействие между внешним и средним слоями, которое, по их словам, имеет решающее значение для защиты полной вирусной частицы. Между тем, взаимодействия, происходящие между средним и внутренним слоями, помогают вирусу реплицировать свой геном среди клеток-хозяев - процесс, известный как транскрипция.
«Наши результаты показывают, как биофизические свойства трех белковых оболочек точно настроены, чтобы обеспечить перенос ротавируса между клетками-хозяевами», - говорит старший автор Педро де Пабло, доцент Автономного университета Мадрида. «Мы считаем, что это может оказаться полезным, предлагая новые площадки для разработки новых антивирусных стратегий».