Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Почему вирус гриппа так сильно меняется

Своей фантастической изменчивостью вирус гриппа обязан клеточной машине, которая следит за правильной пространственной укладкой белковых молекул.



почему вирус гриппа так сильно меняется
Стилизованное изображение вируса гриппа

Как известно, к гриппу надо прививаться каждый год – потому что каждый год к нам приходит какая-то новая его разновидность. Вакцины натаскивают нашу иммунную систему против каких-то молекулярных признаков вируса, чтобы, когда сам вирус попадет в организм, иммунитет быстро его узнал.

Большинство вакцин учат иммунную систему «видеть» гемагглютинин – особый вирусный белок, с помощью которого вирус взаимодействует с клеткой. Но именно гемагглютинин довольно сильно меняется: в гене, который его кодирует, постоянно случаются какие-то мутации, так что белок, хотя и продолжает выполнять свою функцию, каждый год выглядит как-то по-новому, и иммунитет приходится заново обучать.



почему вирус гриппа так сильно меняется
Частицы вируса гриппа под электронным микроскопом

Самому вирусу такая изменчивость тоже доставляет некоторые проблемы. Белок – вовсе не ровная нитка сцепленных друг с другом аминокислот, это довольно запутанный клубок, в котором аминокислоты взаимодействуют друг с другом, притягиваясь и отталкиваясь; и если взять какой-нибудь водорастворимый фермент, он будет похож, скорее, на очень бугристую картофелину. И функция белка как раз зависит от его пространственной формы: его аминокислоты должны так провзаимодействовать друг с другом, чтобы его форма позволяла связываться с рецепторами, расщеплять какие-то молекулы или, наоборот, соединять их и т. д.

В случае мутаций часто страдает именно пространственная укладка белковой молекулы, так что работать белок уже не может. То же самое касается и гриппозного гемагглютинина: постоянные изменения в гемагглютинине могут привести к тому, что он превратится в мусор.

Но в любой клетке есть особые белки, которые помогают другим белкам поддерживать форму – в прямом смысле. Эти белки называются шапероны, и они нужны как раз для того, чтобы белковая молекула, у которой не получается приобрести правильную пространственную конформацию, все-таки свернулась правильно. Шапероны очень кстати оказываются, например, при тепловом стрессе, когда белки теряют пространственную укладку из-за неподобающих условий среды.

Известно, что вирусные белки взаимодействуют с клеточными шаперонами, так что само собой напрашивается предположение, что именно шапероны помогают вирусам решить проблемы с белками, возникающие из-за сильной изменчивости. Исследователи из Массачусетского технологического института поставили эксперименты с двумя типами клеток: в одних была сильно понижена активность одного из главных белков-шаперонов, в других, наоборот, шаперонов было больше, чем обычно, и работали они в клетке активней, чем обычно. Те и другие клетки заражали вирусом гриппа и ждали, когда у вирусе сменится 200 поколений (учитывая огромную скорость размножения вирусов, ждать пришлось недолго).

Действительно, оказалось, что в клетках, где шапероны были особенно активны, вирус менялся быстрее, чем в обычных клетках, и уж точно быстрее, чем в клетках с выключенным главным шапероном. Иными словами, когда в клетке много белков, которые следят за пространственной укладкой других белков, вирус может позволить себе быть изменчивым. Больше всего, как говорится в статье в eLife, у гриппа мутировали уже много раз упомянутый гемагглютинин, с помощью которого он взаимодействует с клетками, и фермент, который занимается копированием вирусного генома. Как было сказано выше, шапероны включаются в момент теплового стресса – и, очевидно, вирус со своими изменчивыми белками должен особенно хорошо себя чувствовать, когда клетке приходится терпеть температуру выше обычной.

Не исключено, что и другие вирусы, не только вирус гриппа, используют шаперонную машину в тех же целях, но тут без дополнительных исследований сказать что-либо трудно. Что до гриппа, то если мы сумеем как-то отвадить его от клеточных шаперонов, то это позволить затормозить его стремительную эволюцию, и нам не придется каждый год подбирать новую вакцину для очередной его разновидности.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник

Tags: вакцина, вирусы, генетика, иммунитет, исследования, эпидемия
Subscribe

Posts from This Journal “вирусы” Tag

promo alev_biz 02:33, saturday 1
Buy for 10 tokens
Нейрохирурги впервые провели «репетицию» трансплантации головы на человеческих трупах — 18-часовой эксперимент провела в Китае команда врачей под руководством Сяопина Жэня (Xiaoping Ren) из Харбинского медицинского университета. Как сообщает газета The Telegraph, об успехе…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments