Průlomová studie odhaluje, jak virus vztekliny používá k únosu buněk málo proteinů

Nová antivirotika a vakcíny by mohly následovat po objevu australských výzkumníků strategií používaných viry k ovládání našich buněk.

Vedené Monash University a University of Melbourne a publikované v Příroda komunikacestudie odhaluje, jak virus vztekliny manipuluje s tolika buněčnými procesy, přestože je vyzbrojen pouze několika proteiny.

Výzkumníci se domnívají, že další nebezpečné viry, jako je Nipah a Ebola, mohou také fungovat stejným způsobem, což možná umožní vývoj antivirotik nebo vakcín k blokování těchto akcí.

Spoluautor docent Greg Moseley, vedoucí Laboratoře virové patogeneze institutu Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), řekl, že schopnost virů „udělat tolik s tak málo“ je možná jejich nejpozoruhodnější dovedností.

„Viry, jako je vzteklina, mohou být neuvěřitelně smrtelné, protože přebírají kontrolu nad mnoha aspekty života uvnitř buněk, které infikují,“ řekl docent Moseley. „Unesou mašinérii, která vyrábí proteiny, naruší ‚poštovní službu‘, která posílá zprávy mezi různými částmi buňky, a deaktivují obranu, která nás normálně chrání před infekcí.

„Hlavní otázkou pro vědce bylo: jak toho viry dosáhnou s tak malým počtem genů? Například virus vztekliny má genetický materiál na to, aby vytvořil pouze pět proteinů, ve srovnání s asi 20 000 v lidské buňce.“

Spolu-první autor a výzkumný pracovník Moseley Lab Dr. Stephen Rawlinson z BDI’s Moseley Lab řekl, že pochopení toho, jak těchto několik virových proteinů vykonávalo tolik úkolů, by mohlo otevřít nové způsoby, jak zastavit infekci.

„Naše studie poskytuje odpověď,“ řekl. „Zjistili jsme, že jeden z klíčových proteinů viru vztekliny, nazývaný P protein, získává pozoruhodnou škálu funkcí díky své schopnosti měnit tvar a vázat se na RNA.

„RNA je stejná molekula používaná v RNA vakcínách nové generace, ale hraje zásadní roli uvnitř našich buněk, nese genetické zprávy, koordinuje imunitní reakce a pomáhá vytvářet stavební kameny života.“

Spoluautor profesor Paul Gooley, vedoucí laboratoře Gooleyovy univerzity v Melbourne, uvedl, že zacílením na systémy RNA by virový protein P mohl přepínat mezi různými fyzickými „fázemi“ uvnitř buňky.

To mu umožňuje infiltrovat mnoho buněčných kapalných kompartmentů, převzít kontrolu nad životně důležitými procesy a proměnit buňku ve vysoce účinnou virovou továrnu.

Ačkoli se tato studie zaměřila na vzteklinu, stejnou strategii pravděpodobně používají další nebezpečné viry, jako je Nipah a Ebola. Pochopení tohoto nového mechanismu otevírá vzrušující možnosti pro vývoj antivirotik nebo vakcín, které blokují tuto pozoruhodnou adaptabilitu.“

Profesor Paul Gooley, vedoucí laboratoře Gooleyovy univerzity v Melbourne

Dr Rawlinson řekl, že studie by měla změnit způsob, jakým vědci uvažují o multifunkčních virových proteinech. „Až dosud byly tyto proteiny často vnímány jako vlaky složené z několika vagónů, přičemž každý vagón (nebo modul) je zodpovědný za konkrétní úkol,“ řekl.

„Podle tohoto názoru by kratší verze proteinu měly jednoduše ztratit funkce, protože jsou odstraněny nosiče. Tento jednoduchý model však nedokázal vysvětlit, proč některé kratší virové proteiny skutečně získávají nové schopnosti. Zjistili jsme, že multifunkčnost může také vzniknout ze způsobu, jakým ‚nosiče‘ interagují a skládají se dohromady, aby vytvořily různé celkové tvary, stejně jako formování nových schopností, jako je vazba na RNA.“

Docent Moseley řekl, že tato vazba RNA umožnila proteinu pohybovat se mezi různými fyzickými „fázemi“ v buňce.

„Přitom může přistupovat a manipulovat s mnoha vlastními tekutinami podobnými kompartmenty buňky, které řídí klíčové procesy, jako je imunitní obrana a produkce proteinů,“ řekl. „Odhalením tohoto nového mechanismu naše studie poskytuje nový způsob myšlení o tom, jak viry využívají svůj omezený genetický materiál k vytvoření proteinů, které jsou flexibilní, adaptabilní a schopné převzít kontrolu nad komplexními buněčnými systémy.“