Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде (США) разработали теорию и провели серию симуляций, которые могут помочь объяснить, как вирус находит свой родной геном в клетке-хозяине и как капсиды формируются вокруг него, а не вокруг других РНК в клетке. На основе этой модели ученые смогут разработать «наноконтейнеры» для целевой доставки лекарств в организм, сообщает пресс-служба вуза. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano.
У каждого простого РНК-вируса есть геном, его «нативная РНК». Этот геном диктует, как вирус создает свои копии в клетках, чтобы в конечном итоге вызвать заболевание. Геном также имеет код для создания капсида, белковой оболочки вируса, которая защищает геном, как наноконтейнер. Когда вирус проникает в клетку, капсид разрывается, высвобождая геном, который затем использует репродуктивный механизм клетки для репликации. Новообразованные геномы начинают приобретать свои капсиды. Этот процесс в основном обусловлен притягивающим электростатическим взаимодействием между положительными зарядами на капсидных белках и отрицательными зарядами на геномах. Но то, как вирус выбирает и упаковывает свою нативную РНК в переполненной среде цитоплазмы клетки-хозяина в присутствии многих невирусных РНК и других полимеров, остается загадкой.
Моделирование, проведенное учеными, показывает, что капсидные белки теоретически могут выбирать любой невирусный геном для создания капсида. Но вирусный геном лучше всего подходит для капсидных белков, образующих оболочку благодаря взаимодействию энергий на молекулярном уровне. «В то время как более мелкие невирусные РНК доступны в клетке в изобилии, белки капсида склонны формировать оболочку вокруг вирусной РНК, потому что полученная оболочка, похожая на футбольный мяч, имеет более низкое распределение напряжения», – говорит Роя Занди, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Риверсайде.
Работа исследователей показывает, что взаимодействие механических свойств белков, размера генома и силы взаимодействия между геномом и капсидными белками может значительно изменить симметрию, структуру и стабильность капсид. Более глубокое понимание роли генома в механизмах сборки вируса может привести к разработке принципов альтернативных противовирусных препаратов.
[Иллюстрация: ZANDI LAB, UC RIVERSIDE]
