Runājot par vīrusiem, mēs parasti iedomājamies mikroskopiskas daļiņas, kas nonāk organismā un to tieši iznīcina. Tomēr patiesā vīrusa vara neslēpjas tā izmērā, bet gan tā efektivitātē. Īpaši spilgti tas redzams trakumsērgas gadījumā – vīrusam ir tikai pieci proteīni, taču tas spēj pārņemt savā kontrolē milzīgu daudzumu šūnu funkciju. Austrālijas zinātnieku jaunais atklājums apraksta grūti aptveramu mehānismu, kas ne tikai pārraksta vīrusu zinātnes mācību grāmatas, bet arī paver ceļu jaunās paaudzes vakcīnām un pretvīrusu medikamentiem.
Atklāta trakumsērgas vīrusa slēptā stratēģija
Pētījumu veica Monash un Melburnas universitāšu zinātnieki sadarbībā ar citām Austrālijas vadošajām zinātniskajām institūcijām, un rezultāti publicēti žurnālā Nature Communications. Zinātnieki atklāja, ka trakumsērgas vīruss spēj vadīt ļoti plašu cilvēka šūnu procesu spektru, lai gan tā ģenētiskais materiāls ļauj tam veidot tikai niecīgu proteīnu skaitu. Tas atkal liek uzdot jautājumu, kas virologus nodarbina jau gadu desmitiem: kā tik vienkāršs vīruss var būt tik bīstams?
Pētnieku ieskatā atbilde slēpjas vienā proteīnā – tā dēvētajā P proteīnā. Tieši tas ir vīrusa galvenais “ierocis”, kas tam piešķir neparastu elastību un spēju mainīt šūnas darbību.
Jums varētu patikt šie:
Vīruss, kas spēj vairāk, nekā atļautu tā genoms
Pētījuma līdzautors, vīrusu patogenēzes laboratorijas vadītājs doktors Gregs Mozlijs uzsver, ka mazu genomu vīrusi ir pārsteidzoši efektīvi. Trakumsērgas vīruss, kuram ir tikai pieci proteīni, pārņem savā kontrolē šūnas proteīnu sintēzes sistēmu, izjauc šūnas iekšējo “pasta dienestu” jeb signālu pārraidi un vājinā imūnsistēmas aizsargbarjeras. Tādējādi šūna tiek pārvērsta par īpaši produktīvu “vīrusa fabriku”.
Jautājums “kā tas iespējams ar tik niecīgu ģenētisko arsenālu?” zinātniekus nodarbināja gadiem ilgi, līdz tika atklāts mehānisms, kas izskaidro, kā vīrusi no šķietami tik mazām iespējām spēj radīt tik lielu ietekmi.
P proteīna unikalitāte: forma mainās un tas saistās ar RNS
Zinātnieki atklāja, ka P proteīnam ir neparasta īpašība – tas spēj mainīt savu telpisko formu. Šāda strukturāla elastība ļauj proteīnam pielāgoties dažādiem šūnas apstākļiem un aktivizēt jaunas funkcijas.
Vēl iespaidīgāka ir P proteīna spēja saistīties ar RNS – molekulu, kas šūnā pilda centrālo lomu informācijas pārraidē, proteīnu sintēzē un imūnreakciju koordinēšanā. Citiem vārdiem, vīrusa proteīns izmanto to pašu informācijas pārraides sistēmu, uz kuru balstās arī mūsu imūnsistēmas darbība.
Tas palīdz saprast, kāpēc trakumsērga ir tik letāla infekcija – vīruss ne tikai bojā šūnu, bet arī pārņem tās iekšējo komunikāciju.
Jums varētu patikt šie:
Kā vīruss iekļūst šūnas “šķidrajos kambaros”
Melburnas universitātes profesors Pols Gulijs skaidro, ka P proteīns spēj pāriet dažādos šķidros fāzstāvokļos, kas raksturīgi daudziem šūnas komponentiem. Tas ļauj tam iekļūt šūnas iekšējās “nodaļās”, virzīt dzīvībai svarīgus procesus un pakārtot tos vīrusa vairošanās vajadzībām.
Šādas fāžu pārejas bioloģijā tiek uzskatītas par salīdzinoši jaunu parādību, taču tagad kļūst skaidrs, ka to izmantošana ir viens no galvenajiem vīrusu panākumu instrumentiem.
Jauns skatījums uz vīrusu proteīnu darbību
Līdz šim vīrusu proteīnus lielākoties uztvēra kā modulāras struktūras – gluži kā vilcienus, kas sastāv no “vagoniem”, un katram no tiem ir sava konkrēta funkcija. Trakumsērgas vīrusa P proteīns šo priekšstatu apgāž. Zinātnieki noskaidroja, ka pat saīsināts P proteīns var iegūt jaunas funkcijas, jo tās neizriet tikai no atsevišķiem moduļiem, bet gan no to savstarpējās mijiedarbības un spējas mainīt formu.
Tas ir nozīmīgs pavērsiens, kas var radikāli mainīt pretvīrusu zāļu izstrādes stratēģiju.
Ko tas nozīmē cīņā ar nāvējošiem vīrusiem?
Zinātnieki uzskata, ka līdzīgu mehānismu varētu izmantot arī citi ārkārtīgi bīstami vīrusi, piemēram, Nipah vai Ebolas vīruss. Ja šī teorija apstiprināsies, varēs atklāt to kopīgo “Ahilleja papēdi”, ko būtu iespējams izmantot universālāku pretvīrusu terapiju izstrādē. Tas ir īpaši nozīmīgi, jo šiem vīrusiem ir augsts pandēmijas potenciāls.
Nākotnes zāles varētu tikt veidotas tā, lai tās bloķētu vīrusu proteīnu spēju mainīt formu un saistīties ar RNS. Tad vīruss zaudētu savu galveno instrumentu, ar kura palīdzību tas pašlaik spēj kontrolēt cilvēka šūnas.
Zinātnes pasaule ver vaļā jaunu nodaļu
Pētījumā piedalījās dažādu jomu eksperti no vairākām Austrālijas pētniecības institūcijām – tostarp Monash universitātes, Australian Synchrotron, Doherty infekciju institūta, CSIRO un citām. Šī starpdisciplinārā komanda pierādīja, ka vīrusu bioloģijā joprojām slēpjas daudzi neatklāti slāņi.
Šis sasniegums nav tikai nozīmīgs pavērsiens cīņā ar trakumsērgu – tas var kļūt par izšķirošu lūzuma punktu mūsu izpratnē par vīrusu vairošanos, agresivitāti un spēju izvairīties no imūnās aizsardzības.
Foto ir ilustratīvi © Canva.
