Почему вирус гриппа так быстро эволюционирует?

0 34

Известно, что в осенне-зимний период  рекомендуется прививаться ежегодно, при этом используя только актуальные вакцины против гриппа. Основная задача вакцины — подготовить человеческий иммунитет к распознаванию гемагглютинина — особого вирусного белка, с помощью которого грипп взаимодействует с клеткой. Но именно гемагглютинин является наиболее изменчивым: в гене, который его кодирует, постоянно происходят какие-то мутации, так что белок хотя и продолжает выполнять свою функцию, каждый год изменяется, и иммунитет организма приходится постоянно «переобучать» с помощью вакцин.

Белок гемагглютина гриппа имеет сложную 3-мерную структуру, состоящую из центральной альфа-спирали и 2 субъединиц цилиндрической формы. Для нормальной функции важны не только правильный состав аминокислот и гликопротеиновой мембраны, но и их пространственное положение. Правильная форма белка особенно важна, так как позволяет вирусу правильно связываться с рецепторами клеток человека, расщеплять либо синтезировать определенные молекулы.

В случае мутаций наиболее часто нарушается именно пространственное положение белковой молекулы, так что нормально работать пептид уже не может. Постоянные изменения формы гриппозного гемагглютинина могут привести к тому, что белок полностью утратит свою функцию, а сам вирус перестанет быть вирулентным и не будет представлять опасности для организма.

В любой клетке есть особые пептиды, которые помогают другим белкам поддерживать правильную пространственную форму, – шапероны (от англ. shape — форма). Кроме обычных пространственных нарушений, шапероны также корректируют нарушения во время теплового стресса в организме, когда белки начинают терять форму из-за повышенной температуры тела.

Исследователи из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology), США, решили изучить, как шапероны могут помогать вирусу гриппа изменять свою форму и  успешно заражать клетку. Результаты работы опубликованы в научном издании «eLife».

Один из авторов исследования Мэттью Шоулдерс (Matthew Shoulders) отметил, что для изучения взаимодействия вируса с шаперонами были проведены эксперименты с двумя типами клеток: в одних была сильно снижена активность одного из главных белков-шаперонов, в других, наоборот, этих пептидов было больше, и работали они активнее, чем в обычной клетке. Те и другие клетки заражали вирусом гриппа и ждали, когда в вирусе сменится 200 поколений (что не очень долго, учитывая огромную скорость размножения вирусов).

Согласно данным эксперимента предположение о том, что именно шапероны клеток человеческого организма помогают вирусам решить проблемы с белковыми мутациями, возникающими из-за сильной изменчивости, подтвердилось. Действительно, в клетках, где шапероны были особенно активными, вирус менялся быстрее, чем в обычных клетках, и намного быстрее, чем в клеточных культурах с выключенным главным шапероном. Иными словами, когда в клетке много белков, которые корректируют пространственную форму других пептидов, вирус может позволить себе быть изменчивым. Больше всего у гриппа мутировал именно гемагглютинин, а также фермент, который занимается копированием вирусного генома с использованием ДНК клетки-хозяина. Примечательно, что шапероны активизируются в момент теплового стресса, поэтому  вирус со своими изменчивыми белками должен особенно хорошо себя чувствовать, когда клетке организма приходится функционировать при температуре выше обычной.

По мнению М. Шоулдерса, не исключено, что и другие вирусы могут использовать молекулярную систему шаперонов в тех же целях, однако чтобы это доказать, потребуются дополнительные исследования. Кроме того, ученые работают над созданием соединения, способного блокировать взаимодействие вируса гриппа с шаперонами без подавления функции последних. Успешная разработка подобного препарата может позволить затормозить стремительную эволюцию вируса и повысить его уязвимость к уже существующим вакцинам.

По материалам www.sciencenewsline.com

Вам так же будет интересно

Оставьте комментарий

Ваш email не будет опубликован

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.