RAPORT

Wojna na Ukrainie

Białka tańczą, jak im wirus zagra

Uczeni zidentyfikowali sposób, w jaki SARS-CoV-2 przejmuje kontrolę nad naszymi komórkami  (fot. Shutterstock/aslysun)
Uczeni zidentyfikowali sposób, w jaki SARS-CoV-2 przejmuje kontrolę nad naszymi komórkami (fot. Shutterstock/aslysun)

Życie jest formą istnienia – i działania – białka. Tak jego definicję można próbować maksymalnie uprościć. Gdy białka się spotykają, i mają ku sobie, rozpoczynają wspólny taniec. Owym interakcjom zawdzięczamy, że w ogóle funkcjonujemy. Wirus, wchodząc do komórki, zachowuje się jak fałszywy wodzirej, który rozpoczyna zupełnie nowy bal. Gdzie wodzirej jest najważniejszy. Rozszyfrowanie tego balu tańczących białek powinno pozwolić unieszkodliwić wirusa.

Zobaczyć komórkę w nowym świetle

Kiedy w latach 1838-39 uczeni formułowali przekonanie, że organizmy żywe zbudowane są z komórek i to komórka jest jedyną formą, w której życie...

zobacz więcej

Uczeni z Uniwersytetu w Uppsali wsparci przez kolegów z wielu krajów zidentyfikowali sposób, w jaki SARS-CoV-2 przejmuje kontrolę nad naszymi komórkami — i znaleźli możliwą metodę na zahamowanie wirusa.

Gdy niedawno opowiadałam o zintegrowanym systemie oglądania komórki ludzkiej, rozpoznającego białkowe kompleksy funkcjonalne , starałam się wyjaśnić, że białka reagują między sobą i wiążą się w trójwymiarowe struktury. Istnieją metody, aby te interakcje obserwować oraz udowadniać, że mają miejsce. Metody mikroskopowe i biochemiczno-biofizyczne. Poznanie, jak to działa normalnie, bez zaburzeń, jak ten nieustający taniec tysięcy białek ze sobą nawzajem wygląda w komórce normalnej, zdrowej, to początek zrozumienia, co się stanie, gdy jakiś czynnik zaburzy ów harmonijny bal. Gdy pojawi się choroba. Takie zaburzenia mogą wynikać ze środowiska komórki, które ją jakoś zatruje, albo z mutacji w DNA komórki, które sprawią, że pewne białka zmienią swoją sekwencję, a zatem swoją trójwymiarową strukturę. Już nie będą tańczyć z tymi partnerami, co do tej pory, albo zmienią rodzaj tańca z partnerem, więc zamiast walca wiedeńskiego będzie pogo.

Oczywiście pojawienie się w komórce lub nawet poza nią, w płynach ustrojowych organizmu, jakiegoś drobnoustroju chorobotwórczego, też jest czynnikiem potrafiącym zmienić bal białek. SARS-CoV-2, podobnie jak wszystkie wirusy, jest pasożytem wewnątrzkomórkowym. Podobnie jak inne wirusy, SARS-CoV-2 musi wykorzystać maszynerię komórek, aby dostać się do nich i spowodować, że wyprodukują więcej wirusów. Aby wyprodukować więcej cząstek wirusa, komórka musi najpierw zostać pobudzona do produkcji nowego materiału genetycznego, RNA, który jest następnie otaczany białkowym kapsydem i fragmentami błony komórkowej, a następnie uwalniany z komórki w celu zainfekowania większej liczby komórek. Oczywiście wirus nie może tego osiągnąć sam, zatem jego białka muszą wiązać się z ludzkimi białkami i wymuszać na nich pracę nad powstawaniem nowych cząsteczek wirusa.

Szczepionki przyszłości przeciw COVID

Już dziś trzeba się przygotować. Mieć w rękach instrumenty i technologie pozwalające poradzić sobie z zagrożeniem epidemicznym, gdy ono się pojawi....

zobacz więcej

Staje się oczywistym, dlaczego trzeba zmapować wszystkie interakcje między białkami wirusa a naszymi. Bo ten bal trzeba zrozumieć, aby go przerwać. Potrzeba znaleźć kluczowe interakcje, które można zahamować za pomocą istniejących lub zupełnie nowych leków. Od początku pandemii COVID-19 starano się zatem ustalić, z którymi ludzkimi białkami wiążą się białka SARS-CoV-2.

Na Uniwersytecie w Uppsali opracowano nową metodę mapowania białkowych oddziaływań na masową skalę i wykorzystano ją do analizy tańca między białkami ludzkimi a białkami koronawirusa. Pozwoliło to lepiej zrozumieć, co dzieje się w komórce, gdy wirus przejmuje, niczym wodzirej, kontrolę nad balem komórkowych białek. Dzięki tej analizie pokazano, że zablokowanie jednej z tych interakcji zahamowało infekcję ludzkich komórek przez SARS-CoV-2.

Jak to działa? Sami autorzy pracy wyjaśniają, że: „Białka wirusowe w szerokim zakresie wykorzystują motywy interakcji pomiędzy swoimi krótkimi fragmentami, a podobnie krótkimi fragmentami białek komórek gospodarza, którego zaatakowały (tzw. oddziaływania peptydowe). Jednak większość obecnych metod badających to zjawisko nie identyfikuje tej ważnej klasy interakcji białka wirusa z białkiem gospodarza. Odkrycie interakcji za pośrednictwem peptydów zapewnia zarówno molekularne zrozumienie interakcji wirusowych z gospodarzem, jak i podstawę do opracowania nowych leków przeciwwirusowych.”

Nieskuteczne antybiotyki i półżywe uparte bakterie

18 listopada obchodziliśmy Europejski Dzień Wiedzy o Antybiotykach. Minął niemal bez echa w mediach zajętych pandemią kronawirusa, ewidentnie...

zobacz więcej

Innymi słowy, zamiast przyglądać się całym wielkim wirusowym białkom (SARS-CoV-2 ma ich co najmniej 10, ale jest w stanie kodować 26) i ich oddziaływaniom z wielkimi białkami człowieka, badamy oddziaływania fragmentów z fragmentami, domen z domenami.

Uczeni wykorzystali 23 szczepy koronawirusa, by zidentyfikować 269 oddziaływań opartych o peptydy, w tym specyficzne oddziaływanie między ludzkimi białkami G3BP1/2 a motywem peptydowym oznaczonym jako ΦxFG w białku nukleokapsydu (N) SARS-CoV-2. Ta interakcja wspiera replikację wirusa, czyli jego namnażanie się w naszych komórkach. Inhibitor , np. peptyd zdolny zaburzyć wiązanie się G3BP1/2 z białkiem N koronawirusa osłabił infekcję SARS-CoV-2. To może być kolejna droga poszukiwania leków przeciwwirusowych.

Twoje INFO - kontakt z TVP INFO
Oprócz interakcji z SARS-CoV-2, które powodują COVID-19, naukowcy mogą wykazać wiele interakcji z białkami innych koronawirusów, jak SARS-CoV i MERS-CoV oraz powszechnymi koronawirusami „przeziębieniowymi”. Zapewnia to szeroki wgląd w różnice między różnymi koronawirusami i może ostatecznie pomóc nam lepiej przygotować się do radzenia sobie z nowymi typami wirusów.

Do tanga trzeba dwojga. Trzeba znaleźć sposób, abyśmy sami byli wodzirejami na balu białek, który nieustannie ma miejsce w naszych komórkach.

Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne Aplikacja mobilna TVP INFO na urządzenia mobilne
źródło:
Zobacz więcej