Колектив вчених з мгу, інституту білка ран та інших організацій опублікував великий огляд про незвичайні прийоми, за допомогою яких віруси змушують заражену клітину синтезувати свої білки замість тих, які потрібні їй самій. Стаття вийшла в ювілейному збірнику журналу» біохімія”, присвяченому пам’яті академіка олександра сергійовича спіріна.
Наша планета населена вірусами, багато з яких становлять небезпеку для здоров’я і життя людей. Віруси-це молекулярні паразити, вони не тільки використовують ресурси зараженої клітини, але і «беруть в оренду» багато її деталі і механізми, замість оплати виробляючи тисячі нових вірусних частинок.
Віруси бувають різними-деякі з них мають такий великий геном, що в ньому могли б бути закодовані чи не всі компоненти, необхідні для примітивного клітинного життя. Однак є механізм, деталі якого, мабуть, ніколи не представлені у них в повному комплекті,-це трансляційний апарат, необхідний для біосинтезу білка. Його центральним компонентом є рибосома-складна молекулярна машина, що складається з великої кількості різноманітних частин, рибосомних рнк і білків.
Можливо, справа тут в тому, що збірка цієї машини настільки складна, вимагає такої величезної кількості енергії і скоординованої роботи такого великого числа генів, що «носити це все з собою» просто недоцільно: куди простіше скористатися готовим. Однак це робить віруси повністю залежними від клітинного трансляційного апарату, і щоб забезпечити синтез своїх білків, вірусам доводиться вступати в конкуренцію з матричними рнк (мрнк), що кодують білки самої клітини.
” ось тут-то вірусам і доводиться застосовувати численні виверти – – розповідає молодший науковий співробітник нді фхб імені а.н. Білозерського мду іван сорокін, співавтор статті. – наприклад, на одному з кінців клітинних мрнк, з яким зазвичай зв’язується рибосома, є особлива хімічна структура, яка називається «кепом». Одна з головних функцій кепа полягає в тому, що з ним зв’язуються спеціальні клітинні білки (кеп-зв’язуючі фактори), які потім залучають рибосому і таким чином сприяють початку (ініціації) трансляції. Так ось, мрнк багатьох вірусів не мають кепа, але в ході еволюції вони навчилися звертати цей недолік в перевагу. Так, вірус поліомієліту кодує спеціальний фермент (протеазу), що розрізає кеп-зв’язуючий білок клітини. Вона відразу “виводить з гри” клітинні мрнк. При цьому рнк самого вірусу містить спеціальну ділянку (ires), який пов’язує «обрізок» цього фактора – завдяки цьому вірусна мрнк продовжує транслюватися як ні в чому не бувало».
У деяких вірусів на кінці замість кепа розташований маленький вірусний білок (vpg), який пов’язує ті ж фактори, що і кеп. А багато вірусів рослин мають спеціальні сигнали (3′ cite) на протилежному кінці мрнк, але завдяки замикання молекули мрнк в кільце у них теж виходить залучати рибосому в потрібне місце. “а ось відомий коронавірус sars-cov-2, що викликав нинішню пандемію covid-19, застосовує зовсім інший «прийом», – продовжує іван. – він кодує білок, який» затикає ” рибосому подібно пробці і не дає їй зв’язуватися з клітинними мрнк. У той же час всі мрнк самого коронавірусу містять особливу структуру, яка здатна витісняти «пробку» на час їх трансляції. І таких хитрощів безліч. Ось їх ми і розглядаємо в нашому огляді”.
«біосинтез білка – це ахіллесова п’ята вірусів, оскільки здоровій клітині зазвичай не потрібно синтезувати білок в таких великих кількостях, як при вірусної інфекції, – продовжує думку інший співавтор, завідувач відділом взаємодії вірусів з клітиною нді фхб імені а.н.білозерського мду сергій дмитрієв. – багато низькомолекулярні речовини, що пригнічують трансляцію, можуть виявитися потенційними антивірусними препаратами широкого спектру дії. А розуміння таких специфічних механізмів трансляції, які ми розглядаємо в нашому огляді, може допомогти в боротьбі з конкретними вірусними інфекціями. Однак у нашого огляду була і ще одна мета. Його написанням ми хотіли віддати належне пам’яті академіка спіріна, чудового вченого, який зробив величезний внесок у вивчення біосинтезу білка і займався в тому числі і дослідженнями трансляції вірусних мрнк. До складу нашого колективу увійшли учні та друзі олександра сергійовича, його колеги, співавтори і співробітники, які працювали з ним в інституті білка ран, на біологічному факультеті і в нді фхб мду».
Огляд вийшов у двох версіях-російською та англійською мовами і у вересні робота виконана за підтримки гранту російського наукового фонду.
