Исследователи из Университета Пердью определили структуру незрелого вируса Зика с высоким разрешением, что является шагом к лучшему пониманию того, как вирус заражает клетки-хозяева и распространяется.
Зика принадлежит к семейству вирусов, называемых флавивирусами, в которое входят вирусы лихорадки денге, лихорадки Западного Нила, желтой лихорадки, японского энцефалита и вирусы клещевого энцефалита. Хотя только зрелые формы флавивирусов считаются инфекционными, вирусная популяция, выделяемая клетками-хозяевами, представляет собой смесь зрелых, частично зрелых и незрелых вирусных частиц.
«Поэтому вполне вероятно, что незрелая форма вируса Зика также играет роль в заражении и распространении вируса», - сказал Майкл Россманн, заслуженный профессор биологических наук в Хэнли Purdue.
Исследовательскую группу возглавляли Россманн и Ричард Кун, оба профессора кафедры биологических наук Университета Пердью, а также научный сотрудник с докторской степенью Видья Мангала Прасад.
Выводы подробно изложены в исследовательской статье, которая появится онлайн в понедельник (9 января) в журнале Nature Structural & Molecular Biology и будет опубликована в одном из будущих печатных номеров журнала.
«Я думаю, что эти результаты открывают дверь для начала изучения процесса сборки вируса», - сказал Кун, директор Института воспаления, иммунологии и инфекционных заболеваний Пердью (PI4D). «Мы видим четкие различия между структурой незрелого вируса и зрелого вируса. Различия существуют не только во внешней структуре, но и внутреннее ядро должно претерпевать значительные изменения во время созревания. Нам необходимо изучить, что это за изменения и почему они происходят."
Россманн и Кун также возглавляли команду, которая в прошлом году определила структуру зрелого вируса Зика. Исследование структуры вируса дает информацию, важную для разработки эффективных противовирусных препаратов и вакцин.
Исследователи использовали метод криоэлектронной микроскопии для реконструкции структуры незрелого вируса с разрешением 9 ангстрем, что примерно в тысячу раз лучше, чем было бы возможно с помощью обычного светового микроскопа.
Геном вируса находится внутри защитной оболочки, которая включает липидную мембрану, белок оболочки, белок-предшественник мембраны и капсидный белок. Исследователи Purdue первыми узнали положение капсидного белка в незрелом вирусе, который играет решающую роль в распознавании генетического материала вируса и действует как сопровождающий, направляющий эти нити РНК в вирус для сборки. Белок оболочки необходим для связывания, прикрепления и слияния вируса с клетками-хозяевами в процессе инфекции. Мембранный белок отщепляется от зрелого вируса по мере того, как он высвобождается из хозяина и инфицирует другие клетки.
Карта структуры незрелого вируса выявила подробности о белках, показав, что белки оболочки и мембраны-предшественника расположены в виде 60 шиповидных элементов на поверхности вируса, тогда как белок капсида расположен на внутренней стороне вируса. липидная мембрана. Структура отличается от зрелого вируса Зика тем, что белок мембраны зрелого вируса покрыт белком оболочки. Оба белка существуют на поверхности незрелой версии вируса. Результаты также показывают различия между незрелым вирусом Зика и незрелыми версиями других флавивирусов. Примечательно, что он содержит «частично упорядоченную белковую оболочку капсида», которая менее заметна у других незрелых флавивирусов.
Вирус Зика, переносимое комарами заболевание, был связан с врожденным дефектом, называемым микроцефалией, который вызывает повреждение головного мозга и аномально маленькую голову у детей, рожденных матерями, инфицированными во время беременности. Вирус также был связан с аутоиммунным заболеванием, синдромом Гийена-Барре, которое может привести к временному параличу. Нынешняя эпидемия Зика началась в Бразилии в 2015 году.
«Однако остатки, ответственные за патогенность вируса Зика, в значительной степени неизвестны», - сказал Россманн.
Структура вируса, вероятно, играет важную роль в заболевании.
Россманн и Кун изучали флавивирусы около 15 лет и первыми составили карту структуры любого флавивируса, начиная с вируса денге в 2002 году и Западного Нила в 2003 году.