Сценарий вирусного нападения раскрыт

Методы исследования визуальных образов помогли американским и российским исследователям определить "механику", используемую некоторыми вирусами для вторжения в клетки путем прокалывания внешней мембраны клетки и переваривания стенок клетки, говорится в пресс-релизе Национального научного фонда.

Демонстрируя процесс, почти идентичный некоторым вирусным инфекциям человеческих клеток, полученные результаты показывают внутренний механизм сложных вирусных наномашин, заражающих клетки, и эти образы дают структурные "подсказки" для инженеров, которые надеются построить "приспособления" для доставки генов в будущем.

"Полученные результаты внушают надежду на то, что вирусы можно направить на поиск конкретных клеток, где они затем вводят в клетку геном, который включает в себя полезные новые гены для "адресной" клетки", - сказал Майкл Россманн, профессор, стипендиат Хэнли в области биологических наук в Университете Пурдью.

Исследование, возглавляемое Россманном и Вадимом Мезянжиновым из Института биоорганической химии Шемякина-Овчинникова в Москве, появилось в номере журнала "Селл" ("Клетка") от 20 августа 2004 года.

Эта работа проводилась с использованием грантов от Национального научного фонда, Научной программы человеческих границ и Медицинского института Говарда Хьюза.

Эта группа добавила результаты своей работы к результатам нескольких десятилетий исследований в области бактериофага Т4 - вируса, который нападает на известный патоген Escherichia coli (E. coli). Некоторые разновидности E. coli могут вызывать отравление пищи, однако другие разновидности поставляют необходимые продукты для пищеварительного канала человека.

"Вирусы - эти удивительные машины - показывают нам, как разрабатывать нанотехнологии с широким диапазоном прикладных возможностей", - сказал Параг Читнис, директор программы Национального научного фонда по молекулярной биохимии.

Бюро информационных программ Госдепартамента США опубликовало пресс-релиз Национального научного фонда:

Построенные образы раскрывают детали распространенного механизма инфекции.

АРЛИНГТОН, Вайоминг. Используя сочетание визуальных методов, исследователи определили "механику", позволяющую некоторым вирусам вторгаться в клетки путем прокалывания внешних мембран и переваривания стенок их клеток. Исследователи объединили свои результаты с ранними исследованиями с тем, чтобы создать почти полный сценарий для такого рода вирусного нападения.

Результаты позволяют добиться двойной цели: они показывают внутренний механизм сложных вирусных наномашин, заражающих клетки (в процессе, почти идентичном некоторым вирусным инфекциям клеток человека), и образы дают "проектные" подсказки для инженеров, которые надеются создать приспособления для доставки генов в будущем.

Исследование, проводимое исследователями из Университета Пурдью и Института биоорганической химии Шемякина-Овчинникова в Москве, появится в номере журнала "Селл" ("Клетка") от 20 августа 2004 года.

Возглавляемая Майклом Россманном и Вадимом Мезянжиновым, группа добавила результаты своей работы к результатам нескольких десятилетий исследований в области структуры бактериофага Т4 - вируса, который нападает на известный патоген Escherichia coli (E. coli). Эта работа проводилась с использованием грантов от Национального научного фонда (ННФ), Научной программы человеческих границ и Медицинского института

Говарда Хьюза.

Хотя некоторые разновидности E. coli могут вызывать отравление пищи, другие разновидности поставляют необходимые продукты для пищеварительного канала человека. Возможно, что исследования в области вирусов могут когда-нибудь помочь биологам разработать стратегии для борьбы со смертоносными бактериальными инфекциями. Схожие исследования в области бактерий, стойких по отношению к антибиотикам, уже проводятся в других лабораториях.

Исследователи объединяли данные рентгеновской кристаллографии, которая дает трехмерные детали атомов составляющих вирусных белков, с образами крио-электронной микроскопии с целью определения того, как белки в фаге Т4 перестраиваются во время заражения клетки. Крио-электронная микроскопия схожа со стандартной электронной микроскопией за тем лишь исключением, что образцы сначала подвергаются замораживанию, чтобы замедлить ущерб, наносимый радиацией, что усиливает четкость образов.

Комбинируя тысячи визуальных образов вируса, изучаемого с различных направлений, исследователи смогли определить трехмерную структуру с разрешающей способностью в примерно 17 ангстремов, что представляет собой расстояние, покрываемое лишь немногими атомами. Конечным результатом является модель того, как бактериофаг Т4 заражает клетки.

Сейчас, когда исследователи установили связи между составными белками, они будут анализировать конформационные изменения, происходящие во время заражения. В рамках их дальнейшей работы исследователи также изучают схожие процессы в других вирусах, чтобы определить общие важные черты и различия, связанные с конкретной адаптацией каждого типа вируса.

Высказывания исследователей:

Настоящее исследование открывает путь для дальнейшего применения "гибридных" методов, таких, что использовались нами для сочетания кристаллографии и электронной микроскопии" - Майкл Россманн, профессор, стипендиат Хэнли в области биологических наук в университете Пурдью.

"Результаты внушают надежду, что вирусы можно использовать для обнаружения конкретных клеток, где они затем введут в клетку геном, включающий в себя полезные новые гены для "адресной" клетки", - Майкл Россманн.

"Настоящее исследование представляет собой отличный пример того, что может быть достигнуто усилиями команды, в которой каждый участник играет критически важную, ключевую роль. Нам чрезвычайно повезло сотрудничать с поразительно талантливыми учеными, такими как Петр Лейман и Виктор Костюченко, а также с таким в равной степени одаренным участником, как Пол Чипман, который осуществлял сбор всех данных, полученных в результате электронной микроскопии", - Майкл Россманн.

От экспертов в Национальном научном фонде:

"Настоящее исследование показывает на атомном уровне, как бактериофаг может пробиться через бактериальную клеточную стенку. Исследователи используют бактериофаговые компоненты, специализирующиеся на растворении - в качестве главного компонента новой зарождающейся стратегии для борьбы с бактериальными патогенами, особенно микробами, у  которых возникла стойкость по отношению к традиционным антибиотикам", - Патрик Деннис, директор Программы по микробиальной генетике в Национальном научном фонде.

"Вирусы - эти поразительные машины - показывают нам, как разрабатывать нанотехнологии с широким диапазоном прикладных возможностей" – Параг Читнис, директор программы Национального научного фонда по молекулярной биохимии.