Американские ученые с помощью методов криоэлектронной микроскопии и «молекулярных ножниц» CRISPR установили, как именно поксвирусы управляют производством своих белков внутри клеток хозяина. Оказалось, что они меняют структуру рибосом и заставляют их «работать на себя». Исследование опубликовано в журнале Cell Reports.
Поксвирусы — это семейство вирусов, которые включают в себя самые крупные ДНК-содержащие вирусы. Они имеют кирпичеобразную форму и обладают сложным репродуктивным циклом, который полностью проходит в организме клетки-хозяина. Кроме того, поксвирусы обладают собственной ДНК-зависимой РНК-полимеразой, что позволяет им быстрее размножаться в зараженной клетке.
Семейство поксвирусов включает в себя множество видов, опасных для человека и животных, включая вирусы оспы и пустулезного дерматита. Они являются возбудителями таких тяжелых заболеваний, как натуральная оспа, оспа обезьян и пустулезный дерматит.
Чтобы исследовать влияние поксвирусов на клетки, ученые использовали несколько методов. Количественная протеомика позволила проанализировать состав рибосомальных белков в клетках, инфицированных поксвирусом. Исследования показали, что состав рибосомальных белков остается практически неизменным после инфицирования.
Ученые применили криоэлектронную микроскопию для исследования структуры рибосом в инфицированных клетках. Этот метод показал, что, несмотря на стабильный состав белков, поксвирусы все же меняют структуру рибосом. В частности, они нарушают нормальное вращение 40S субъединицы (одна из двух основных частей рибосом человека) и смещают головной домен рибосомы. Это может существенно влиять на процесс синтеза белков в клетке.
«Мы показали, что меняется структурная организация головного домена 40S, и это обусловлено фосфорилированием таких белков, как RACK1», — рассказал Дерек Уолш из Северо-Западного университета.
Используя метод CRISPR для последовательного удаления отдельных генов, ученые доказали, что белки RACK1 и RPLP2 играют ключевую роль в производстве белков по нехарактерным для поксвирусов молекулам мРНК. RACK1 является частью измененного головного домена 40S, а RPLP2 — субъединицей P-стебля (P-stalk). Таким образом, поксвирусы используют некоторые обычно второстепенные белки для эффективного производства своих вирусных частиц.
«Невероятно интересно, что даже самые незначительные изменения оказывают такое большое влияние. Особенно это касается такой вещи, как рибосома, на которую часто не обращают внимания. Вирусы умны, и нам еще предстоит многому научиться у них, когда речь идет о нашей собственной биологии», — отметила Наталья Халатян из Северо-Западного университета.
Автор: Оксана Гриценко.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
