Ученые показали, что разные сегменты генома вируса могут существовать в разных клетках, но работать вместе, вызывая инфекцию.
Выводы, опубликованные в журнале eLife с открытым доступом, переворачивают фундаментальную модель вирусологии, согласно которой геном вируса проникает и реплицируется в одной клетке, а затем движется к репликации в другой.
Многокомпонентные вирусы представляют собой интригующие вирусные системы, поскольку их геном разделен на несколько сегментов, каждый из которых заключен в отдельную вирусную частицу. Долгое время считалось, что все сегменты генома должны перемещаться от клетки к клетке вместе, чтобы вызвать инфекцию. Но новое исследование показывает, что это не так.
«Вероятность того, что многокомпонентный вирус потеряет важный сегмент генома во время передачи, оценивается настолько высока, что его способность успешно вызывать инфекцию была давней загадкой», - говорит первый автор Энн Сикард, постдокторский исследователь. в Национальном институте сельскохозяйственных исследований (INRA), Франция. «Мы решили проверить смелую возможность: может ли этот вирус успешно заразить хозяина, даже если сегменты его генома не находятся вместе в отдельных клетках?»
Чтобы выяснить это, ученые изучили вирус некротического трюкачества конских бобов, который имеет восемь различных сегментов генома, и использовали флуоресцентные зонды для обнаружения присутствия различных вирусных сегментов в отдельных клетках растений конских бобов. Интересно, что команда обнаружила, что отдельные сегменты чаще всего встречаются в разных клетках. Это относилось даже к сегментам генома, которые кодируют жизненно важные функции, такие как репликация, инкапсуляция (процесс включения вирусной ДНК в защитную оболочку) и перемещение вируса между клетками.
Эти результаты предполагают, что вирус может функционировать, пока его сегменты генома появляются в отдельных клетках, но необходимы дополнительные доказательства. Чтобы еще больше опровергнуть возможность того, что все сегменты генома реплицируются как единая система в отдельных клетках, они стремились показать, что сегменты могут независимо накапливаться в разных клетках. Они пометили сегменты, ответственные за репликацию и инкапсуляцию, красной и зеленой флуоресценцией и измерили количество в разных клетках, чтобы увидеть, зависит ли накопление одного сегмента в паре от другого. Они не обнаружили связи между количеством двух разных сегментов ни на ранних, ни на поздних стадиях инфекции, показывая, что накопление сегментов было независимым.
Чтобы разобраться в этих выводах, они предположили, что вирусная функция может действовать в клетке даже там, где сегмент ее генома отсутствует. Чтобы проверить это, они сосредоточились на сегменте генома, ответственном за репликацию (R), и искали молекулу, которую он кодирует - M-Rep - в клетках, где реплицируется другой сегмент (S). Хотя сегмент R был обнаружен только в меньшинстве этих клеток (около 40%), его продукт M-Rep был обнаружен почти в 85%. Это говорит о том, что либо сам белок M-Rep, либо транскрипты сегмента генома, образующего его, продуцируются в клетках, где присутствует сегмент R, а затем перемещаются в другие клетки хозяина.
«В целом мы показали, что отдельные сегменты генома вируса не обязательно находятся вместе в отдельных клетках-хозяевах, и что накопление одного сегмента генома в клетке совершенно не зависит от накопления других», - заключает старший. автор Стефан Блан, директор по исследованиям INRA. «Вполне возможно, что этот «многоклеточный» образ жизни может быть принят во многих вирусных системах и открывает совершенно новый горизонт исследований в вирусологии».