Logo bio-infomedia.ro

Cum preiau herpesvirusurile controlul sintezei proteinelor

Virusul herpes (ilustratie)
Virusul herpes simplex 1 utilizează o proteină virală pentru a controla mai multe proteine din celula-gazdă. | Ilustrație: ISABEL ROMERO CALVO/EMBL
  • Multe virusuri folosesc proteine virale dedicate care deturnează proteinele gazdă, pentru a reprograma metabolismul unei celule și pentru a produce copii ale virusului. O astfel de proteină utilizată de virusul herpes simplex 1 (HSV-1) poate controla nu una, ci mai multe proteine ale gazdei, datorită flexibilității sale ridicate.
  • La fel ca alte virusuri, HSV-1 se înmulțește prin deturnarea mașinăriei moleculare a celulelor umane infectate. Celula infectată începe să producă copii ale virusului, care apoi utilizează sistemul secretor al celulei pentru a ieși și a infecta alte celule.

Grupurile Graham și Crump de la Universitatea Cambridge și Grupul Svergun de la EMBL Hamburg au descoperit un mecanism prin care virusul herpes simplex preia controlul asupra mașinăriei moleculare a celulelor umane. Activitatea lor de cercetare dezvăluie modul în care o proteină virală dedicată deturnează proteine-cheie ale celulei-gazdă, forțând-o să producă și să elibereze copii ale virusului.

Organizația Mondială a Sănătății estimează că, în întreaga lume, 67% dintre persoanele cu vârsta sub 50 de ani sunt infectate cu virusul herpes simplex (HSV-1), care este bine cunoscut pentru leziunile pe care le provoacă. De asemenea, poate provoca herpes genital, orbire și, în cazuri rare, infecții cerebrale și moarte. Unele studii sugerează că infecția cu HSV-1 poate crește, de asemenea, riscul pe termen lung de demență.

Odată infectată, o persoană poartă virusul pe viață. Deși unele dintre simptome pot fi tratate, în prezent nu există niciun tratament și niciun vaccin eficiente. Virusul rămâne latent în celulele noastre nervoase, doar pentru a reapărea și a provoca simptome în anumite condiții, cum ar fi stresul.

Deturnarea managerilor de producție

La fel ca alte virusuri, HSV-1 se înmulțește prin deturnarea mașinăriei moleculare a celulelor umane infectate. Celula infectată începe să producă copii ale virusului, care apoi utilizează sistemul secretor al celulei pentru a ieși și a infecta alte celule. Întreruperea acestui ciclu în orice stadiu - pătrunderea în celulă, producerea virusului sau ieșirea din celulă - ar putea opri răspândirea virusului și infecția.

Unul dintre pașii necesari pentru replicarea virusului este producerea de proteine virale. Pentru a se asigura că toate părțile mașinăriei moleculare funcționează în sincron, celulele au "manageri de producție" dedicați - proteine care activează și opresc alte proteine atunci când este necesar. Unele dintre aceste proteine, numite kinaze, atașează o mică "etichetă" moleculară la proteina pe care o controlează. Alții, numiți fosfataze, fac contrariul - elimină eticheta. Pentru a reprograma metabolismul unei celule, virusurile deseori deturnează acești manageri de producție. În timp ce multe studii au analizat modul în care virusurile deturnează kinazele, se cunosc foarte puține despre influența lor asupra fosfatazelor.

Flexibilitatea este cheia

Pentru a umple acest gol, grupurile Graham și Crump de la Universitatea Cambridge și Grupul Svergun de la EMBL Hamburg au studiat efectul HSV-1 asupra fosfatazelor. Oamenii de știință au dezvăluit un nou mecanism prin care HSV-1 deturnează o fosfatază umană. Ei au investigat o proteină virală numită pUL21, care este esențială pentru răspândirea virusului, și au constatat că aceasta leagă fosfataza și alte proteine umane implicate în secreția de proteine.

Cum poate pUL21 să fie atât de versatilă și să deturneze nu doar una, ci mai multe proteine diferite? Pentru a răspunde la această întrebare, Grupul Svergun a folosit o tehnică de biologie structurală numită SAXS (small-angle X-ray scattering), care permite oamenilor de știință să studieze mișcările dinamice ale proteinelor. SAXS a dezvăluit că pUL21 vine sub forma unui șir flexibil cu componente rigide la fiecare capăt, care leagă alte proteine. pUL21 "înlănțuie" fosfataza umană 1, pe care o leagă la unul dintre capete, de o altă proteină, pe care a leagă la celălalt capăt, într-un mod similar cătușelor. Prin apropierea celor două proteine, pUL21 forțează fosfataza să dirijeze activitatea celeilalte proteine, care, la rândul său, sprijină producția și eliberarea de copii virale din celulă.

Este fascinant faptul că pUL21 poate lega proteinele umane de diferite forme și dimensiuni. Explicația este flexibilitatea sa, a declarat dr. Cy Jeffries, cercetător senior în Grupul Svergun. O proteină care își adapteaza forma atât de ușor poate servi mai multor scopuri. Aceasta explică modul în care virusul poate interfera cu atâtea procese celulare, în ciuda faptului că are doar câteva proteine proprii.

Spre noi strategii terapeutice

Am văzut că flexibilitatea pUL21 joacă un rol major în replicarea virală. Expertiza SAXS a colaboratorilor noștri de multă vreme de la EMBL Hamburg ne-a ajutat să descoperim cum se întâmplă acest lucru, a declarat dr. Stephen Graham. Ințelegerea modului în care proteina virală se comportă și interacționează cu proteinele umane poate ajuta la proiectarea de noi medicamente și vaccinuri împotriva herpesului.

Biologia infecțiilor, care este una dintre zonele de interes ale EMBL Hamburg, se află în centrul viitorului program EMBL, Molecules to Ecosystems 2022–2026. Ca parte a programului, EMBL va adopta o abordare interdisciplinară pentru a înțelege baza moleculară a vieții în contextul mediului său înconjurător. Aceasta va oferi date științifice fundamentale necesare pentru a sprijini progresele translaționale în sănătatea umană și planetară.

Source Sursa: phys.org
Text: European Molecular Biology Laboratory



Din aceeași categorie