Исследователи из Утрехтского университета открыли сложный механизм, с помощью которого специальные белки-шипы коронавируса могут активироваться для проникновения в клетку человеческого организма. Они обнаружили, что вирусные частицы связываются с рецепторами на основе сахара или белка, которые позволяют открыть шиповый белок. Эти результаты дают более детальное понимание механизма внедрения вирусных частиц и открывают новые горизонты в понимании характера иммунного ответа организма на коронавирус. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Коронавирусы — это семейство вирусов, которые преимущественно поражают амфибий, птиц и млекопитающих, в том числе и человека. Это давно известная и изученная группа вирусов, однако, как и многие другие, они достаточно быстро мутируют, изменяя некоторые свойства. Из-за пандемии COVID-19 стали очень важны исследования, которые позволяют лучше понять взаимодействие этих вирусов с организмом человека.
Шипы коронавируса играют решающую роль в прикреплении его к нашим клеткам и проникновении в них. Глубокое понимание действия этих белков важно, поскольку они выступают ключевыми факторами передачи инфекции между разными животными и основными мишенями нейтрализующих ответ защитных факторов организма — антител. Чтобы проникнуть в клетку-хозяина и доставить вирусный геном, белки-шипы должны перейти из закрытого состояния в открытое, при этом открывается рецептор-связывающий домен. Он затем фиксируется на белковом рецепторе, необходимом для проникновения, и происходит инфицирование клетки. Однако исследователи обнаружили, что шиповые белки некоторых коронавирусов были видны только в закрытом состоянии. Это привело к идее, что большинство белков-шипов коронавируса не просто случайно переключаются между открытым и закрытым состоянием и что могут существовать определенные биологические сигналы, которые заставляют их открываться. Научная группа сосредоточила свое внимание на белке-шипе человеческого коронавируса HKU1, который визуализировался только в закрытом состоянии. Предыдущие исследования не дали точной информации о взаимодействии шипового белка HKU1 с конкретной молекулой сахара. В рамках же нового исследования ученые использовали мощные криоэлектронные микроскопы и компьютерное моделирование, чтобы показать, как крошечная молекула сахара — сиалогликан — связывается с шипом коронавируса, то есть с белком на оболочке вируса, и помогает проникнуть в клетку.
Авторы исследования обнаружили, что связывание сахара способствует открытию шипового белка и обнажению рецептор-связывающего домена, необходимого для последующих этапов входа. Вирусные частицы связываются с рецепторами клетки на основе сахара или белка, служащими биологическим сигналом для активации шипов. Эти сигналы запускают следующие этапы прикрепления и проникновения.
Таким образом, исследователи из Утрехта обнаружили биомолекулярный механизм, который до сих пор был неизвестен науке. «С точки зрения вирусов это "умный" способ скрыть свой связывающий рецептор домен, до самого подходящего момента. Наши результаты рисуют более сложную картину прикрепления коронавируса с возможностью использования двойных рецепторов в качестве средства ухода от иммунного ответа», — отмечает Дэниел Хердисс из Утрехтского университета.
Автор: Анна Гуль.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
