Исследователи из Мэрилендского университета в Балтиморе установили ключевой механизм, который энтеровирусы используют для репликации внутри человеческих клеток. В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, описывается процесс захвата клеточных ресурсов вирусами, вызывающими полиомиелит, энцефалит, миокардит и ряд простудных заболеваний. Открытие позволяет ученым приступить к разработке нового поколения противовирусных препаратов, способных воздействовать на целое семейство патогенов одновременно.
Работа группы под руководством адъюнкт-профессора химии и биохимии Дипака Коиралы объясняет, как вирусная РНК запускает процесс самокопирования после проникновения в организм. Геном энтеровирусов состоит из крайне короткой цепочки РНК, которая выполняет одновременно две задачи: служит инструкцией для производства вирусных белков и является шаблоном для создания новых копий вируса.
Ключевым элементом процесса оказался гибридный белок 3CD. Одна его часть отвечает за разделение аминокислотных цепей на отдельные белки, а другая выступает в роли полимеразы – фермента, который копирует вирусную РНК. Поскольку в человеческих клетках естественные аналоги такой полимеразы отсутствуют, вирус вынужден синтезировать собственную версию для размножения.
С помощью рентгеновской кристаллографии и методов измерения теплового эффекта при связывании молекул авторы работы визуализировали взаимодействие РНК и белков. Исследование показало, что на особом участке РНК, имеющем форму клеверного листа, закрепляются сразу две молекулы белка 3CD. Этот белково-РНК-комплекс выполняет функцию переключателя: при связывании компонентов вирус начинает копировать свой геном, а после их отсоединения РНК становится доступной для синтеза новых вирусных белков.
Анализ семи различных типов энтеровирусов подтвердил, что этот механизм идентичен для всех изученных образцов. Высокая степень сходства структуры «клеверного листа» у разных вирусов указывает на ее критическую важность для выживания патогена. Любые значимые мутации в этом узле нарушают процесс репликации, что делает его стабильной мишенью для терапии.
Результаты исследования открывают возможность для создания препаратов, нацеленных не только на сами вирусные белки, но и на интерфейс их взаимодействия с РНК. По мнению авторов, такой подход позволит разработать универсальные лекарства широкого спектра действия, эффективные против множества родственных вирусных инфекций.
