Белки – пособники коронавируса

О.В. Космачевская

Инфекция COVID–19 (Corona- virus Disease – 2019), вызванная доселе неизвестным вирусом SARS-CoV-2, очень быстро охватила весь земной шар. Ученые, клиницисты и биохимики не могли остаться в стороне и принялись за исследование причин высокой инфекционности коронавируса.

Вирусы устроены очень просто, из нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и белка. Белки образуют защитную капсулу (капсид), в которой находится нуклеиновая кислота – генетический материал вируса. Некоторые вирусы имеют дополнительную липидную оболочку – суперкапсид, в которую встроены белки-пепломеры, напоминающие шиповидные отростки. У коронавирусов пепломеры располагаются в виде солнечной короны, благодаря чему они и получили свое название. В отличие от клетки в вирусах белков мало, но все они нужны ему для выживания и проникновения в клетку. Чтобы не дать вирусу распространиться, необходимо понимать, что делает каждый вирусный белок. Воспроизводит себя вирус с помощью органелл зараженной клетки хозяина. Но сначала ему нужно попасть в клетку. Делает вирус это следующим образом. С помощью белка-пепломера он прикрепляется к белку-рецептору клетки ACE2 (Angiotensin-Converting Enzyme 2). У SARS-CoV-2 пепломер более сильно связывается с клеточным рецептором, поэтому и проникающая способность у него выше, чем у других вирусов.

Исследователи из института Рагона, Гарварда и Массачусетского технологического института совместно с коллегами со всего мира провели обширное исследование по поиску типов клеток, которые становятся мишенями для коронавируса. В исследовании приняли участие 63 ученых из 49 организаций. Задача исследования − найти клетки в человеческом организме, которые производят одновременно два белка, помогающих вирусу SARS-CoV-2 проникать в клетку. Первый белок – рецептор ACE2, с которым связывается вирусный белок-пепломер. Второй белок – фермент TMPRSS2, который помогает активировать пепломер. По результатам анализа РНК, полученной из человеческих клеток каждого типа тканей, оказалось, что больше всего таких белков содержат клетки легких, носовых проходов и кишечника. Исследователи изучили сотни типов клеток из этих органов и сравнили результаты с клетками из других органов. Так были выявлены клетки-мишени коронавируса. В носовых проходах – это секреторные клетки, которые производят слизь. В легких – это пневмоциты II типа, выстилающие альвеолы (воздушные мешочки) и поддерживающие их в открытом состоянии. В кишечнике – энтероциты, которые отвечают за поглощение питательных веществ.

Для лечения и профилактики вирусной инфекции часто используют интерферон, белок естественной защиты от вирусов и патогенов, он стимулирует иммунную систему и подавляет синтез вирусных белков. Исследователи обработали интерфероном клетки дыхательного эпителия in vitro и с большим удивлением обнаружили, что он повышал активность гена рецептора ACE2, в результате чего усиливался синтез рецептора в клетке. Иными словами, интерферон выступал пособником коронавируса. Это означает, что коронавирусы в ходе эволюции научились использовать защиту клеток-хозяев себе во благо. Такая стратегия присуща не только коронавирусу. Практически все вирусы используют белки хозяина для выживания и распространения.

Справедливости ради отметим, что во многих случаях интерферон помогает. Не все вирусы связываются с ACE2. А если и связываются, то слабо. Могут быть индивидуальные особенности организма, или эффект может зависеть от дозы. Тем не менее результаты этого исследования показывают, что нужно с осторожностью относиться к использованию интерферона для лечения больных коронавирусной инфекцией. С одной стороны, этот препарат стимулирует гены, участвующие в иммунной защите, а с другой – увеличивает количество рецептора ACE2, необходимого вирусу SARS-CoV-2 для проникновения в клетку. Ученые сейчас активно работают над созданием ингибиторов ACE2, которые помогут остановить развитие вируса в организме.



(Cell, 22 Апреля, 2020)


Разные разности
Желтки против пожелтения
Пробы красочного слоя, взятые с картин художников эпохи Возрождения, показали, что в них помимо пигментов и масла присутствуют еще и небольшие следы белка, который мог попасть в краску вместе с желтком. Действительно точно известно, что Леонардо да&n...
Споры против полиуретана
Ученые создали биоразлагаемый материал с помощью почвенных штаммов бактерии Bacillus subtilis, способных разрушать термополиуретан. Решение очень простое — подмешать бактерии к полимерам. Причем не сами бактерии, а их споры, которые остаютс...
Бактериофаги против дезодорантов
Метагеномный анализ кожной флоры позволил найти главного злоумышленника, виновного в резком запахе пота — это бактерии Staphylococcus hominis. Но можно ли от них избавиться, не убивая другие кожные бактерии? Исследователи предложили логичное реш...
Липучка против трипсов
Химики ищут замену инсектицидам, подсматривая за тем, как разные растения сами защищаются от вредных насекомых. Некоторые растения выделяют липкие вещества из так называемых железистых волосков. К ним прилипают насекомые-вредители и погибают. Эта стр...