2023 מְחַבֵּר: Bailey Leapman | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-20 22:47
27 באפריל, 2000 - חוקרי המכון הרפואי הווארד יוז פתרו את המבנה של מרכיב חשוב ב-reovirus, נגיף RNA דו-גדילי שדומה לפתוגנים כמו רוטה וירוס, גורם שעלול להיות קטלני לשלשול אצל תינוקות.
באמצעות קריסטלוגרפיה של קרני רנטגן, צוות בראשות סטיבן סי הריסון, חוקר HHMI בבית החולים לילדים בבוסטון ובאוניברסיטת הרווארד, קבע את הארכיטקטורה התלת מימדית של מבנה הליבה של ריאוווירוס.
הצוות, שכלל גם את הסופרת הראשית קארין מ. רייניש, פוסט-דוקטורט במעבדתו של הריסון, ומקס ל.ניברט מהמכון לווירולוגיה מולקולרית באוניברסיטת ויסקונסין, מדיסון, דיווחו על ממצאיהם בגיליון ה-27 באפריל 2000 של כתב העת Nature.
"עבודה זו תספק תובנות רבות בשני מישורים", אומר אהרון שטקין, מנהל המרכז לביוטכנולוגיה ורפואה מתקדמת באוניברסיטת רוטגרס ופרופסור באוניברסיטת רפואה ורפואת שיניים בניו ג'רזי-רוברט ווד ג'ונסון בית ספר לרפואה. הוא מציין שהבנת המבנה ה-reoviral יידע מחקרים על מסרים גנטיים תאיים בצורות חיים גבוהות יותר, כולל בני אדם. נגיפי RNA דו-גדילי רבים נמצאים בטבע, כך שהמבנה יכול לשמש מודל לוירוסים קשורים אלה, אומר שאטקין.
הליבה ה-reoviral היא מרכיב פנימי של הנגיף שנותר שלם לאחר שהנגיף חודר לתא המארח, כמו בנגיפים אחרים של צמחים ובעלי חיים RNA דו-גדילי. הליבה מסנתזת, משנה ומייצאת RNA שליח ויראלי (mRNA), אשר בסופו של דבר עושה את דרכו לריבוזום התא המארח - שם נבנים חלבונים ויראליים מה-mRNA, ובכך משלים את ההשתלטות הוויראלית על התא המארח.
לאחר שהם פתרו את מבנה הליבה, הקבוצה של הריסון החלה לבחון את תפקידה בשכפול ויראלי. החוקרים מצאו כי הליבה מקיפה את הגנום הנגיפי, המורכב מעשרה מקטעים נפרדים של RNA דו-גדילי. הם גם הראו שהליבה מארגנת RNA כך שניתן לתמלל אותו בקלות להרבה עותקים.
הצוות של האריסון מצא כיצד הליבה מבטיחה ש-mRNA משתנה עם מכסה מתיל גואנוזין ברצף של תגובות שהתגלה לפני שנים רבות על ידי Shatkin.
"Reovirus מייצר כלוב כדי ללכוד את קצה ה-RNA שליח כשהוא יוצא מהליבה", מסביר הריסון. "הוא יוצר שקע שמחזיק את ה-RNA מספיק זמן עם חמישה אתרים אפשריים שהוא יכול לפגוע בהם, שכל אחד מהם יכול לעשות את העבודה על מנת לוודא שה-RNA מקבל מכסה."
ה"שקעים" האלה דומים לצריחים היוצאים מהליבה והם מכונות הכיפה. ה-mRNA המסונתז מוכסים ברגע שהם יוצאים מהאתר הפעיל של הפולימראז.מכסה הגואנוזין חיוני ליציבות ה-RNA וכדי שהריבוזום יזהה את ה-RNA הנגיפי.
לדעתו של הריסון, המחקר המבני של פתוגנים ויראליים חשובים חשף מספר עקרונות יסוד בהרכבת מקרומולקולרית וחלבונים.
"תמיד התעניינתי בבעיות של מבנה ויראלי משני הקצוות", אומר הריסון. במקרה של ליבת ה-reovirus, הוא שואל, איך אתה מארגן מבנה כזה כדי להיות מסוגל בצורה חלקה - וללא הסתבכות - ליצור עותקים מרובים של עשרה RNA שליח שונים, מכסים אותם ולהוציא אותם החוצה?
ליבת ה-reovirus עניינה גם את המעבדה של הריסון מכיוון שהיא עשויה לשאת קווי דמיון לנגיפי RNA דו-גדיליים אחרים שהם פתוגנים חשובים.
במחקרים הקרובים, הקבוצה של הריסון תבחן את הקשר בין המבנה והתפקוד של חלבוני המעטפת החיצונית שמכניסים נגיפי ריאו-וירוסים ורוטא-וירוסים לתאים.
בגדול, וירוסים משתמשים בשני סגנונות כניסה. לנגיפים העטופים, כמו שפעת ו-HIV, יש ממברנות דו-שכבתיות, והם נכנסים על ידי איחוי המעטפה שלהם עם קרום התא. קשה יותר לפתור כיצד וירוסים חסרי קרום, ללא מעטפות כמו ריאו-וירוס ופוליו-וירוס, מקבלים כניסה, אומר הריסון.
