Белки – пособники коронавируса

Космачевская О.В.
(«ХиЖ», 2020, №5)

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)


123

Разные разности

07.08.2020 16:00:00

Планета Проксима b не случайно привлекает пристальное внимание астрономов. Ведь сразу после ее открытия выяснилось, что это почти Земля: массу оценили в 1,3 земных, причем расположена планета в обитаемой зоне, где возможна жидкая вода. Теперь же к расследованию присоединился точнейший спектрограф ESPRESSO.

>>
07.07.2020 18:00:00

…проект ИТЭР по созданию крупнейшего в мире термоядерного реактора прошел важную веху — на место установлено основание криостата, самая большая и тяжелая часть токамака...

…созданы структуры для фотосинтеза, более эффективного, чем природный, — капли размером с клетку, содержащие мембраны хлоропластов шпината и компоненты ферментативного цикла для синтеза органических молекул из углекислого газа…

…каждая третья женщина европейского происхождения имеет «неандертальский» вариант рецептора гормона прогестерона, связанный с повышенной рождаемостью, более редким кровотечением на ранних сроках беременности и меньшим количеством выкидышей…


>>
20.05.2020 18:30:00

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

>>
18.05.2020 19:00:00

Коронавирусы: в семье не без урода

Найдены молекулярные отличия более патогенных коронавирусов от менее патогенных. Пока не вполне ясно, как эти отличия работают. Но возможно ученые смогут понять, почему настолько похожие инфекционные агенты приводят к таким разным последствиям для человека.

>>
13.05.2020 17:00:00

…из-за снижения транспортных потоков во время пандемии коронавируса уменьшились сейсмические шумы в коре Земли; специалисты считают, что это облегчит мониторинг слабых землетрясений, вулканической активности и других сейсмических событий...

…6 марта с мыса Канаверал стартовала миссия Space X CRS-20, которая доставит на МКС 250 пробирок со стволовыми клетками человека; на протяжении месяца они будут развиваться в кости, хрящи и другие ткани в условиях невесомости...

…по мере того как на рынок выходят художественные произведения, разработанные с помощью генеративных алгоритмов и когнитивной робототехники, встает вопрос об авторском праве на них…

>>