Οι ιοί του έρπητα κλέβουν πρωτεΐνη από ένα κύτταρο και τη χρησιμοποιούν για να μολύνουν ένα άλλο

Μεγέθυνση / Οι ιοί του έρπη προετοιμάζονται να μολύνουν νέα κύτταρα.

Ένα από τα καθοριστικά χαρακτηριστικά των ιών είναι ότι εξαρτώνται από τις πρωτεΐνες του ξενιστή για να αναπαραχθούν. Ένα κύτταρο ξενιστής συχνά αντιγράφει ιικά γονίδια σε RNA και στη συνέχεια μεταφράζει αυτά τα RNA σε πρωτεΐνες, για παράδειγμα. Τυπικά, ένας ώριμος ιός που είναι έτοιμος να εξαπλωθεί σε άλλο κύτταρο έχει κάτι περισσότερο από ιικές πρωτεΐνες, το γενετικό υλικό του ιού και ίσως μέρος της μεμβράνης του ξενιστή. Δεν χρειάζεται πολλά άλλα. όλες οι πρωτεΐνες που χρειάζεται για να αναπαραχθεί πρέπει να υπάρχουν στο επόμενο κύτταρο που θα μολύνει.

Ωστόσο, ορισμένα στοιχεία που δημοσιεύθηκαν αυτή την εβδομάδα μπορεί να έχουν βρει μια εξαίρεση σε αυτή την τάση. Τα μέλη της οικογένειας του ερπητοϊού φαίνεται να κολλάνε σε μια πρωτεΐνη στο πρώτο κύτταρο που μολύνουν και στη συνέχεια να μεταφέρουν αυτήν την πρωτεΐνη μαζί τους στο επόμενο κύτταρο. Αυτή η συμπεριφορά θα μπορούσε να είναι χρήσιμη λόγω των φυσιολογικών στόχων των ιών του έρπητα, των νευρώνων, που έχουν μια πολύ ασυνήθιστη κυτταρική δομή.

Μακρύς δρόμος μέχρι τον πυρήνα

Όπως και άλλοι ιοί, οι ιοί του έρπητα μολύνουν πρώτα κύτταρα που εκτίθενται στο περιβάλλον. Από εκεί όμως περνούν στα νευρικά κύτταρα, όπου εγκαθίστανται, επιμένοντας ακόμη και αν δεν υπάρχουν σαφείς ενδείξεις μόλυνσης. Αυτά τα μολυσμένα κύτταρα χρησιμεύουν στη συνέχεια ως το σημείο εκκίνησης για την αποκατάσταση ενεργών λοιμώξεων, προκαλώντας ισόβια προβλήματα σε όποιον είναι αρκετά άτυχος που έχει μολυνθεί.

Για να διαπιστωθεί αυτός ο τύπος λανθάνουσας μόλυνσης, ο ιός του έρπητα πρέπει να βρίσκεται στον πυρήνα ενός κυττάρου. Και μπορεί να είναι μακριά από το σημείο της μόλυνσης, καθώς τα νευρικά κύτταρα μπορούν να στείλουν μακριές προεκτάσεις που ονομάζονται άξονες που τους επιτρέπουν να επικοινωνούν μέσω διαφορετικών περιοχών του σώματος. Ο μακρύτερος από αυτούς τους άξονες μπορεί να είναι πάνω από ένα μέτρο, επομένως εάν ο ιός εισέλθει στον νευρώνα στο τέλος του άξονα, πρέπει να διανύσει πολύ δρόμο για να φτάσει στον πυρήνα.

READ  Μόνο 31 μαγνήτες έχουν ήδη ανακαλυφθεί. Αυτό είναι εξαιρετικά παράξενο. Είναι επίσης ένα πάλσαρ

Φυσικά, το ίδιο το κύτταρο πρέπει να μετακινήσει τα πράγματα κατά μήκος αυτών των μακριών αξόνων, επομένως έχει ένα σύστημα για να το χειριστεί αυτό. Οι πρωτεΐνες σχηματίζουν μακριές ίνες που εκτείνονται κατά μήκος του άξονα. άλλες πρωτεΐνες (που ονομάζονται κινητήρες) μπορούν να προσκολληθούν σε αυτές τις ίνες και να ταξιδέψουν πάνω ή κάτω στον άξονα, μεταφέροντας φορτίο καθώς προχωρούν.

Οι ιοί του έρπητα έχουν εξελιχθεί για να εκμεταλλεύονται αυτό το σύστημα. Ο ιός κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που είναι ενσωματωμένη στο κέλυφός του και έχει την ικανότητα να προσκολλάται σε έναν από τους κινητήρες. Έτσι, μόλις μολύνει ένα νευρικό κύτταρο, μπορεί να μεταφερθεί κατά μήκος του άξονα σαν να ήταν ένα άλλο κομμάτι φορτίου. Ως αποτέλεσμα, το κύτταρο κάνει μεγάλο μέρος της δουλειάς που απαιτείται για να επικρατήσει ο ιός.

Ένα οδόφραγμα

Στη νέα μελέτη, μια ομάδα ερευνητών με έδρα τις ΗΠΑ εξέταζε την πρωτεΐνη που χρησιμοποιεί ο ιός για να κάνει ωτοστόπ σε πρωτεΐνες κινητήρα. Προηγούμενη εργασία είχε δείξει ότι η πρωτεΐνη μπορούσε να συνδέσει δύο διαφορετικούς τύπους κινητήρων (δυνεΐνη και κινεσίνη, για όσους από εσάς τα ήξεραν αυτά τα πράγματα) και οι ερευνητές ενδιαφέρθηκαν να δουν πώς η πρωτεΐνη αλληλεπιδρά με την κινεσίνη. Κατάλαβαν λοιπόν πού στην ιική πρωτεΐνη είχε λάβει χώρα η αλληλεπίδραση.

Γυρίζοντας στο ιικό γονίδιο που κωδικοποιεί αυτήν την πρωτεΐνη, έκαναν μεταλλάξεις που εξάλειψαν την ικανότητά του να προσκολλάται στην κινεσίνη. Οι ιοί που έφεραν αυτές τις μεταλλάξεις δεν ήταν πλέον σε θέση να εξαπλωθούν μόλις μόλυναν ένα κύτταρο. Αυτό ήταν λίγο έκπληξη, δεδομένου ότι θα πρέπει να μπορούν ακόμα να κολλήσουν στη δεύτερη πρωτεΐνη κινητήρα.

READ  "Λίμνες" κάτω από τον νότιο πόλο του Άρη: μια λασπώδης εικόνα;

Για να έχουν καλύτερη ιδέα για το τι συνέβαινε, οι ερευνητές ανέπτυξαν τον ιό σε νευρικά κύτταρα που δεν είχαν κινεσίνη. Ο ιός κινήθηκε εύκολα κατά μήκος των αξόνων, πιθανώς λόγω των αλληλεπιδράσεών του με τον άλλο κινητήρα. Μόλις όμως εισήλθε στο σώμα του κυττάρου, ο ιός συσσωρεύτηκε κοντά στον πυρήνα αλλά δεν μπορούσε να εισέλθει αποτελεσματικά σε αυτόν.

Αλλά υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ της χαμηλής απόδοσης που παρατηρήθηκε σε αυτό το πείραμα και της παντελούς απουσίας μόλυνσης όταν η πρωτεΐνη μεταλλάχθηκε. Η εξήγηση αυτής της διαφοράς: ο ιός στην πραγματικότητα φέρει μαζί του κινεσίνη από το πρώτο κύτταρο που μολύνει.

Ήταν πολύ δύσκολο να εντοπιστεί, αλλά οι ερευνητές βρήκαν τελικά έναν τρόπο. Ονόμασαν την κινεσίνη με ένα ένζυμο που θα έκανε μια χημική ουσία να αλλάξει χρώμα. Στη συνέχεια έδειξαν ότι τα κύτταρα που είχαν μολυνθεί με τον ιό θα άλλαζαν επίσης χρώμα, υποδεικνύοντας ότι ο ιός θα μπορούσε να μεταφέρει την επισημασμένη κινεσίνη στα κύτταρα.

Η κατώτατη γραμμή

Συνδυάζοντας τα όλα αυτά, φαίνεται ότι ο ιός καταλαμβάνει το σύστημα μεταφοράς του ξενιστή με δύο τρόπους. Μία από τις πρωτεΐνες της μπορεί να προσκολληθεί σε έναν κινητήρα που μεταφέρει τον ιό μέσω του νευράξονα ενός νευρικού συστήματος και τον φέρνει πιο κοντά στον πυρήνα. Αυτή η ίδια πρωτεΐνη αρπάζει επίσης έναν δεύτερο κινητήρα και τον φέρνει μαζί του στο κύτταρο. Αυτός ο κινητήρας επιτρέπει στον ιό να κάνει τη μετάβαση από «κοντά στον πυρήνα» στο «μέσα του».

Δεδομένου ότι τα νευρικά κύτταρα έχουν επίσης τη δική τους κινεσίνη, δεν είναι ξεκάθαρο γιατί αυτό χρειάζεται – κάτι που οι ίδιοι οι συγγραφείς αναγνωρίζουν και πιθανότατα επεξεργάζονται. Αλλά το μεγαλύτερο ερώτημα είναι εάν οι ιοί που φέρουν πρωτεΐνες-ξενιστές είναι πιο συνηθισμένοι από όσο νομίζετε. Δεδομένης της δυσκολίας στην ανίχνευση αυτής της διαδικασίας στον ιό του έρπητα, είναι πιθανό να εμφανίζεται και σε άλλους καλά μελετημένους ιούς, αλλά μέχρι στιγμής το έχουμε χάσει.

READ  Η πανσέληνος τον Οκτώβριο θα αποκρύψει τη βροχή μετεωριτών των Ωριωνιδίων

Φύση, 2021. DOI: 10.1038 / s41586-021-04106-w (Σχετικά με τα DOI).

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *