Заражение цитомегаловирусом (ЦМВ) — одна из основных причин неудачных трасплантаций и врождённых пороков развития. Эволюционируя с течением времени, этот вирус из семейства герпесвирусов «научился» обходить защитные системы нашего тела, как правило, способные справиться с вирусными инфекциями. И только недавно учёным удалось выяснить, как именно ЦМВ удаётся «перехитрить» защиту макроорганизма.
Обычно, когда вирус проникает в клетку, клетка блокирует вирусную ДНК, не давая ей возможности что-либо делать. Чтобы успешно размножиться, вирусу нужно как-то преодолеть этот механизм.
В случае с ЦМВ ключом к разгадке оказался белок PP71 — его вирус вводит в клетку одновременно с собственной ДНК. Внутри клетки белок высвобождается и запускает механизмы репликации ДНК вируса.
«Механизм, используемый вирусом, достаточно остроумен, но он представлял собой проблему, которую мы не могли решить, — говорит Ноам Варди (Noam Vardi), первый автор исследования. — Белок PP71 необходим вирусу для репликации. Но этот белок разрушается через несколько часов, в то время как для создания новых вирусных частиц требуются дни. Так каким образом вирусу удаётся продолжать репликацию даже после разрушения PP71?»
Оказалось, что — пока PP71 ещё присутствует в клетке — он активирует другой белок, IE1. Активация IE1 происходит в первые часы после проникновения PP71 в клетку, и в дальнейшем именно IE1 способствует репликации вирусных частиц.
Чтобы удостовериться в правильности своих рассуждений, группа учёных создала искусственную версию вируса, состоянием IE1 которой можно было управлять. На этой модели можно было наблюдать, как вирус проникает в клетку, и при этом задавать скорость деградации IE1.
«Мы заметили, что, когда белок IE1 разрушается медленно, как это происходит обычно, вирус размножается очень быстро, — рассказывает Варди. — Но если белок деградирует быстро, то и репликация вируса нарушается. Так мы подтвердили, что ЦМВ, чтобы успешно размножаться, необходим IE1».
Результаты новой работы могут оказаться очень важны для научного сообщества, уже много лет пытающегося найти ответ на вопрос, как клетки сохраняют специализацию. Например, во время развития организма стволовые клетки «выбирают» путь развития, ориентируясь на те белки, которые их окружают. Но даже после исчезновения этих белков, специализированные клетки не меняются — стволовые клетки, которые стали нейронами, нейронами и остаются.
«Нечто подобное происходит и с вирусами, — поясняет руководитель исследования Леор Вайнбергер (Leor S. Weinberger). — Изначально было неясно, какой именно механизм позволяет вирусу продолжать репликацию ещё долго после того, как исходный сигнал от белка PP71 исчезает. Мы же обнаружили канал, который ЦМВ использует, чтобы управлять своей судьбой. Такие каналы могут быть распространены среди вирусов».
Исследование может привести к появлению новых терапевтических подходов к борьбе с цитомегаловирусом и другими герпесвирусами, например, с вирусом Эпштейна — Барр, вызывающим мононуклеоз, и с вирусом простого герпеса 1 и 2 типа, причиной появления язвочек на губах и половых органах.
