Создание самой полной на сегодняшний день трехмерной структуры SARS-CoV-2 дал возможность по-новому взглянуть на то, как вирус заражает клетки человека и размножается.Под руководством профессора Шона О'Донохью (Sean O'Donoghue) из Института медицинских исследований Гарвана (Garvan Institute of Medical Research) исследователи собрали более 2000 различных структур с участием 27 белков коронавируса. Были выявлены вирусные белки, которые «имитируют» и «захватывают» человеческие белки. С помощью этой тактики вирус обходит клеточную защиту и распространяется в организме.
Структурные идеи
Чтобы лучше понять биологические процессы, исследователи определяют трехмерную форму отдельных белков - строительных блоков, из которых состоят клетки или вирусы.
«Трехмерные структуры белков предоставляют нам информацию с атомарным разрешением о составе SARS-CoV-2, которая имеет решающее значение для разработки вакцин или методов лечения, нацеленных на отдельные части вируса. Благодаря недавним исследованиям SARS-CoV-2, ученые определили около тысячи трехмерных структур 27 отдельных белков вируса и еще почти тысячу для родственных белков, - объясняет профессор О'Донохью. - Однако до сих пор не существовало простого способа собрать все фрагменты данных воедино и проанализировать их».
Анализ команды выявил три белка коронавируса (NSP3, NSP13 и NSP16), «имитирующие» человеческие белки, что, по мнению ученых, позволяют вирусу лучше скрываться от иммунной системы человека и могут способствовать изменению исходов COVID-19.
Моделирование также выявило пять белков коронавируса (NSP1, NSP3, гликопротеин шипов, белок оболочки и белок ORF9b), которые, по словам исследователей, "захватывают" или нарушают процессы в клетках человека, тем самым помогая вирусу взять под контроль, завершить свой жизненный цикл и распространиться на другие клетки.
«Кроме того, мы обнаружили восемь белков коронавируса, которые самособираются друг с другом - анализ того, как они собираются, дал новое представление о том, как вирус реплицирует свой геном. Однако после учета перекрытий остается 14 белков, которые, по нашему мнению, играют ключевую роль. роль в инфекции, но не имеют структурных доказательств взаимодействия с другими вирусными или человеческими белками», - говорит профессор О'Донохью.
«Чтобы сделать все эти выводы и данные более доступными для исследователей, мы разработали новый метод визуализации, называемый структурной картой покрытия. Карта подчеркивает, что мы знаем о SARS-CoV-2 и что еще предстоит раскрыть - она также помогает ученым находить и использовать 3D-модели для изучения конкретных исследовательских вопросов».
Анализ команды открывает возможности для дальнейших исследований.
«Чем дольше циркулирует вирус, тем больше у него шансов мутировать и образовывать новые варианты, такие как штамм Delta, - говорит профессор О'Донохью. - Наши усилия помогут понять, чем новые штаммы вируса отличаются друг от друга, - кусочек головоломки, который, как мы надеемся, поможет справиться с новыми вариантами по мере их появления».
