Wirus „upłynnia” swoje DNA w temperaturze ludzkiego organizmu, by łatwiej nas infekować

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Naukowcy ze szwedzkiego Uniwersytetu w Lund oraz amerykańskiego Synchrotron Facility należącego do Narodowego Instytutu Standardów i Technologii przyjrzeli się na na poziomie atomowym temu, co dzieje się z wirusami, gdy rośnie temperatura. Okazało się, że w temperaturze ludzkiego organizmu, około 37 stopni Celsjusza, dochodzi do gwałtownej zmiany materiału genetycznego. Bardziej przypomina on ciecz, co znakomicie ułatwia mu zainfekowanie komórki.

Wirusy nie przeprowadzają własnych procesów metabolicznych i nie są w stanie samodzielnie się replikować. Całkowicie zależą od komórki gospodarza. Przejmują mechanizmy komórkowe, za ich pomocą tworzą nowe wiriony i uwalniają je, by infekowały kolejne komórki.

Materiał genetyczny wirusa jest chroniony przez kapsyd. Szwedzko-amerykański zespół chciał lepiej zrozumieć, co powoduje, że zostaje uwolniony i w jaki sposób proces ten przebiega. Już w 2014 roku Szwedzi opublikowali artykuł, w którym informowali, że prawdopodobnie w temperaturze około 37 stopni Celsjusza coś się dzieje z materiałem genetycznym wirusa. Im bardziej podnosiliśmy temperaturę, tym bardziej sztywne było wirusowe DNA. I nagle, w temperaturze, w jakiej zachodzi infekcja, coś się działo. Wyglądało to tak, jakby w wirionie nie było już DNA, cała sztywność znikała, mówi profesor Alex Evilevitch.

Artykuł przyciągnął uwagę środowiska naukowego, jednak prowadzenie takich badań jest trudne i wymaga – między innymi – odpowiednich narzędzi. Nie jest łatwo obserwować DNA wirusa. To delikatny materiał, trudny w obrazowaniu, a ponadto fagi są bardzo małe, mniej więcej dziesięciokrotnie mniejsze od komórki bakterii. Jednak dzięki pomocy synchrotronu z NIST oraz specjalnemu grantowi byliśmy w stanie wykorzystać neutrony do obrazowania struktury i gęstości DNA faga oraz zbadania, jak się ono zmienia w różnych temperaturach, dodaje Evilevitch.

Uczeni wykazali, że temperatura otoczenia jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o momencie otwarcia się kapsydu i uwalniania DNA oraz infekcji. Dowiedzieli się również, że zmiana struktury DNA jest bezpośrednio powiązana z tym, jak efektywnie wirus potrafi zainfekować komórkę.

Dzięki temu lepiej rozumiemy, jak szybko materiał genetyczny może opuścić kapsyd, wniknąć do komórki, a wiedza ta może się przydać podczas badań nad „włączaniem” i „wyłączaniem” wirusów, zatem nad opracowaniem nowych środków przeciwwirusowych. Nasze badania mogą mieć też znaczenie dla prac nad pakowaniem kwasów nukleinowych na potrzeby terapii genowych, cieszy się Evilevitch.

Odkrywcy nie wykluczają, że wyniki ich badań mogą wskazywać, że im wyższa temperatura ciała, tym większe ryzyko rozwoju infekcji. Struktura materiału genetycznego i jego właściwości mechaniczne zmieniają się w temperaturze 37 stopni Celsjusza. Zauważyliśmy tez, że wzrost temperatury wpływa na tempo rozprzestrzeniania się wirusa. Jednak nasze badania prowadziliśmy w laboratorium na hodowlach komórkowych. Potrzebne są dalsze badania, które wezmą pod uwagę inne czynniki wpływające na rozwój infekcji, jak na przykład reakcję układu odpornościowego, stwierdzają badacze.

« powrót do artykułu