Ученые взломали содержащийся в геноме вирусов «секретный код»

Помимо информации, необходимой для синтеза белков, геном даже простейших вирусов содержит код, обеспечивающий его упаковку. До сих пор он ускользал от ученых, но теперь его удалось «расшифровать» — а вскоре, возможно, получится и использовать для борьбы с целым рядом заболеваний.

Британские журналисты уже успели сравнить открытие с успешным взломом кодов немецких шифровальных машин Enigma, который «стал ключевым для победы во Второй мировой войне». Не станем спорить с этим более чем сомнительным утверждением, ведь достижение британских биоинформатиков действительно может внести значительный вклад в победу в войне, которое человечество развернуло против вирусов. Войне, конца которой пока не видно.

Действительно, несмотря на то, что вирусы можно назвать одними из простейших известных нам форм жизни, а содержащие одноцепочечную РНК — одними из простейших вирусов, именно они оказываются самыми опасными противниками. К ним относятся старые, испытанные враги человечества, вызывающие целый спектр острых респираторных инфекций, грипп и полиомиелит, ВИЧ и гепатит С. Благодаря высочайшей изменчивости они легко ускользают и от вакцин, и от естественных защитных механизмов иммунитета.

Например, мелкие РНК-содержащие риновирусы не имеют даже сложной наружной оболочки — фактически, это просто одна-единственная сложным образом упакованная цепочка РНК, заключенная в «капсулу» из многих копий одного-единственного белка. А между тем, они ответственны за большее число заболеваний, чем все остальные инфекционные агенты, вместе взятые, — ежегодно с вызываемыми ими болезнями сталкиваются около 1 млрд человек.

Ключевым для формирования полноценной вирусной частицы является процесс сворачивания РНК при упаковке в белковую оболочку — капсид. Расчеты молекулярных механизмов, от которых зависит успех этой упаковки, требуют крайне сложного и длительного моделирования с использованием суперкомпьютеров, и даже при этом далеко не всегда оказываются успешны. Вирус же, пользуясь естественными закономерностями, решает эту задачу за миллисекунды, самосборкой. Секрет его успеха — в определенном «коде»: набор нуклеотидов в цепочке РНК содержит звенья, которые не только кодируют необходимые для размножения вируса белки, но и обеспечивают ее правильное сворачивание в вирусной частице.

«Десятилетиями мы понимали, что РНК содержат генетическую информацию, необходимую для синтеза вирусных протеинов, — говорит биофизик Роман Тьюма, — но не знали, что в этой последовательности "букв" генома скрывается еще один код, который управляет сборкой вирусных частиц». Профессор Тьюма из британского Лидского университета стал одним из ведущих авторов работы, в ходе которой удалось «взломать» этот тайный шифр РНК-вирусов.

Ученым удалось показать на молекулярном уровне, как (и какие именно) нуклеотиды в цепочке РНК взаимодействуют друг с другом и с аминокислотами белка в процессе упаковки. «Сеть» таких нуклеотидов выполняет сразу несколько функций. Параллельно упаковке, они могут использоваться и для кодирования белков, и для внедрения вируса в белоксинтезирующий аппарат клетки-хозяина. Если взглянуть на это в целом, мы увидим, что единственная молекула вирусной РНК достигает исключительно высокой плотности «полезного» сигнала. Хорошей аналогией может служить этот абзац, если вы прочтете только заглавные буквы его предложений.

Само существование такого кода было показано еще несколько лет назад. Однако до сих пор выявить его удавалось лишь после того, как упаковка и структура вирусной частицы была установлена во всех деталях. Теперь же ученым открылись общие принципы его организации — они уверены, что вскоре сумеют найти способы вмешиваться в его работу и, нарушая самосборку вирусов, оставить им еще меньше шансов на победу.

Источник новости