Установлено, как вирусы простуды проникают в клетки

Установлено, как вирусы простуды проникают в клетки

Заражение вирусами предполагает внедрение их генетического материала в клетки хозяина. Механизм этого процесса выяснили исследователи Венского технического университета (Technische Universität Wien TU Wien), работа которых была опубликована в журнале Analytical and Bioanalytical Chemistry.

До сих пор подробности того, каким образом РНК вируса попадает в цитоплазму инфицированных клеток, оставались невыясненными. Метод, разработанный сотрудниками TU Wien, объединяет применение так называемых «молекулярных маяков» и капиллярного электрофореза на микрочипе.

Вначале исследователи Института химических технологий и аналитики (Chemical Technologies and Analytics) под руководством профессора Гюнтера Альмайера (Günter Allmaier) изучили структуру вируса простуды. По их словам, он выглядит как «миниатюрный футбольный мяч» диаметром около 30 нанометров. Его оболочка состоит из четырех различных белков, а под ней находится РНК, носитель генетической информации вируса.

Чтобы наблюдать процесс проникновения вируса в клетку, ученые использовали молекулярные маяки. Они представляют собой особые молекулы РНК или ДНК, на одном конце которой находится флуорофор, издающий свечение при направлении на него лазерного излучения с определенной длиной волны, а на другом конце расположен гаситель флуоресценции.

Вначале молекула имеет свернутую структуру, поэтому флуорофор и гаситель находятся очень близко друг к другу, вследствие чего флуоресценция слабо выражена. При укреплении молекулярных маяков на специфической последовательности РНК молекула разворачивается, флуорофор и гаситель оказываются далеко друг от друга. В этом случае воздействие лазерного излучения с определенными характеристиками вызывает флуоресценцию.

Что касается капиллярного электрофореза, он помогает разделить компоненты образца в соответствии с их электрофоретической подвижностью (скоростью перемещения в электрическом поле). Небольшой образец помещается в канал чипа, создается электрополе, в котором различные наночастицы перемещаются с разной скоростью. Когда расстояние достигает полутора сантиметров, на частицу попадает лазерный луч. При этом определяется мигание флуорофоры молекулярного маяка.

«Высвобождение РНК вируса происходит при определенных условиях внешней среды, объясняет Виктор Вайс (Victor Weiss), научный сотрудник TU Wien. Мы создавали более низкие значения рН в клетках. При этом белки вирусной оболочки перестраиваются, в ней образуются отверстия, и затем через одно из них высвобождается цепь РНК».

«Этот метод изучения вируса простуды может быть применен и в отношении других вирусов, говорит Гюнтер Альмайер. У него большой потенциал например, он может помочь в разработке лекарственных средств, способных предотвратить передачу вирусной РНК».

Кроме того, ученые отмечают, что данный метод может применяться не только при изучении микроорганизмов. К примеру, сотрудники Орхусского университета (Aarhus University) использовали его для исследования механизма развития анафилаксии, работая с искусственными копиями аллергенов.