Ученые обнаружили самое слабое место коронавируса

Вирусы требуют ресурсов инфицированной клетки для репликации, а затем заражения других клеток и передачи другим людям. Одним из важных шагов в жизненном цикле вируса является производство новых вирусных белков на основе инструкций в геноме вирусной РНК. Следуя этим планам строительства, собственная машина синтеза белка клетки, называемая рибосомой, производит вирусные белки.

Новое исследование было опубликовано в журнале Science.

В отсутствие вирусной инфекции рибосома движется вдоль РНК строго определенными шагами, считывая три буквы РНК за раз. Этот трехбуквенный код определяет соответствующую аминокислоту кислоты, которая прикреплена к растущему белка. Почти никогда не бывает, чтобы рибосома скользила на одну или две буквы РНК вперед или назад вместо того, чтобы следовать обычным трехбуквенным шагам.

Когда происходит такое проскальзывание рибосомы, это называется «сдвигом рамки», и это приводит к неправильному считыванию генетического кода. Сдвиг кадра в наших клетках почти не происходит. Это привело бы к дисфункциональным клеточным белкам.

Однако некоторые вирусы, такие как коронавирусы и ВИЧ, зависят от события сдвига рамки считывания для регулирования уровней вирусных белков. Например, SARS-CoV-2 - вирус, вызывающий COVID-19, - критически зависит от сдвига рамки считывания, вызванного необычной и сложной укладкой вирусной РНК.

Следовательно, поскольку сдвиг рамки считывания важен для вируса, но почти никогда не происходит в нашем организме, любое соединение, которое ингибирует сдвиг рамки считывания, воздействуя на эту складку РНК, потенциально может быть полезным в качестве лекарства для борьбы с инфекцией. Однако до сих пор нет информации о том, как вирусная РНК взаимодействует с рибосомой, чтобы способствовать сдвигу рамки считывания, что было бы важно для разработки лекарств.

Команде исследователей из ETH Zurich и университетов Берна, Лозанны (в Швейцарии) и Университетского колледжа Корка (UCC в Ирландии) впервые удалось выявить взаимодействия между вирусным геномом и рибосомой во время сдвига рамки.

Используя сложные биохимические эксперименты, исследователям удалось захватить рибосому в месте сдвига рамки считывания генома РНК SARS-CoV-2. Затем они могли бы изучить этот молекулярный комплекс с помощью криоэлектронной микроскопии.

Результаты предоставили молекулярное описание процесса с беспрецедентной детализацией и выявили ряд новых неожиданных особенностей. Событие сдвига рамки приводит к тому, что обычно динамическая рибосомная машина принимает напряженную конформацию, что помогает обеспечить одно из самых четких и точных изображений рибосомы млекопитающих, визуализированных в процессе сдвига рамки при считывании информации из вирусного генома.

Затем исследователи продолжили свои структурные открытия с помощью экспериментов in vitro и in vivo, включая изучение того, как этот процесс может быть направлен с помощью химических соединений.

Ненад Бан, профессор молекулярной биологии ETH Zurich и соавтор исследования, подчеркивает, что «представленные здесь результаты SARS-CoV-2 также будут полезны для понимания механизмов сдвига рамки считывания у других РНК-вирусов».

Зависимость SARS-CoV-2 от события сдвига рамки считывания рибосом может быть использована для разработки противовирусных препаратов. В предыдущих исследованиях сообщалось, что некоторые соединения способны ингибировать сдвиг рамки считывания у коронавирусов, однако теперь это исследование предоставляет информацию о влиянии этих соединений на уровни SARS-CoV-2 в инфицированных клетках.

В их экспериментах оба соединения снижали репликацию вируса на три-четыре порядка величины и не были токсичными для обработанных клеток. Однако один из двух снижает репликацию вируса за счет ингибирования сдвига рамки рибосом, в то время как другой может действовать посредством другого механизма.

Хотя эти соединения в настоящее время недостаточно эффективны для использования в качестве терапевтических препаратов, это исследование демонстрирует, что ингибирование рибосомного сдвига рамки считывания оказывает глубокое влияние на репликацию вируса, что открывает путь к разработке более совершенных соединений. В связи с тем, что все коронавирусы зависят от этого консервативного механизма сдвига рамки считывания, лекарство, нацеленное на этот процесс, может даже быть полезным для лечения инфекций, вызванных более отдаленно родственными коронавирусами.

«Наша будущая работа будет сосредоточена на понимании механизмов клеточной защиты, которые подавляют вирусный сдвиг рамки считывания, поскольку это может быть полезно для разработки небольших соединений с аналогичной активностью», - говорит Бан.

Ранее Курсор писал, что ученые заявили, что человечеству нужно подготовиться к новой пандемии. Появление и распространение новых патогенов неизбежно.

Курсор сообщал, что искусственный интеллект может предсказывать потенциальные мутации коронавируса. Исследователи из Университета Южной Калифорнии разработали новый метод, с помощью которого, возможно, можно будет противостоять новым мутациям коронавируса. Метод с использованием ИИ уже предсказал 26 потенциальных вакцин от коронавируса.

Названо место, где впервые мог появиться коронавирус. Кроме этого, в ВОЗ рассказали о варианте попадания коронавируса в Китай. Также названа «вероятная на 99,9%» причина появления коронавируса.

Искусственный интеллект предсказал появление следующего коронавируса.

Ученые обнаружили новые места, где мог зародиться коронавирус. Ученые говорят, что коронавирусы, связанные с Sars-CoV-2, могут циркулировать у летучих мышей во многих частях Азии.

Курсор сообщал, что искусственный интеллект может предсказывать потенциальные мутации коронавируса.

Новое исследование показало, что вакцина Pfizer эффективна против британской мутации коронавируса — исследование.

Специалисты назвали главную опасность британского штамма коронавируса.

США создают национальную сеть стоимостью 1,7 млрд долларов для отслеживания мутаций вируса.

Представители ВОЗ отмечают, что распространение COVID-19 по миру стремительно приближается к критическим значениям.