Группа биологов из Университета Вюрцбурга (Julius Maximilian University of Würzburg) описала ранее неизвестный механизм активации генов поксвирусов — огромной и эволюционно древней группы ДНК-вирусов, включающей возбудителя натуральной оспы, пустулезного дерматита и других заболеваний с выраженными кожными проявлениями. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
В отличие от большинства ДНК-вирусов, которые проникают в ядро клетки хозяина для запуска транскрипции, поксвирусы остаются в цитоплазме и используют собственную сложную транскрипционную «аппаратуру». Ученым впервые удалось описать механическую «ловушку» — кольцевой белок VITF-3, который служит своеобразным зажимом для вирусной полимеразы.
Как это работает:
Исследование показало, что белок VITF-3 сам по себе не связывается с ДНК: он образует прочное кольцо, которое не вступает в контакт с генетическим материалом. Только взаимодействие с вирусной РНК-полимеразой приводит к открытию кольца и охвату ДНК. Это напоминает манжету, надеваемую на руку при измерении давления. Такое взаимодействие вызывает резкий изгиб двойной спирали почти под прямым углом, что облегчает доступ полимеразы к цепям и начало процесса транскрипции.
С помощью криоэлектронной микроскопии команда определила структуру комплекса с разрешением 2,4 Å — это сопоставимо по масштабу с размером атома водорода. Такой уровень детализации позволил отследить каждый изгиб ДНК и уточнить положение ключевых белков.
Кроме механического «клампа», в состав комплекса интегрирован так называемый кэппинг-энзим — фермент, который сразу «маскирует» вновь синтезированную вирусную мРНК, чтобы клеточный аппарат хозяина не распознавал ее как чужеродную.
Последствия и перспективы:
Это открытие важно не только как вклад в фундаментальную биологию. Специфичность механизма для поксвирусов делает результат перспективным в плане разработки новых противовирусных препаратов, способных блокировать сборку транскрипционного комплекса и прерывать репликацию вируса.
Пока остается открытым вопрос о динамике репликации. По данным исследования, по мере удлинения мРНК до определенного предела взаимодействие с VITF-3 ослабевает, что может приводить к отделению полимеразы и переходу к следующему этапу транскрипции.
Черная оспа считается побежденной, однако ученые уверены в наличии ее латентных очагов в тропиках. Недавно российские вирусологи и фармацевты создали инновационное лекарство против болезни, которая еще недавно наводила ужас на все человечество.
