Прежде специалисты не понимали до конца, как ВИЧ преодолевает последний барьер перед заражением. Ученые из Оксфордского университета и британского центра eBIC использовали криоэлектронную микроскопию (крио-ЭМ). Это метод, который предполагает замораживание образцов до -196°C — температуры жидкого азота. Затем микроскоп делает миллионы снимков под разными углами, собирая из них 3D-модель с атомарной точностью. Исследование было опубликовано в Nature Microbiology.
Как ВИЧ проникает в ядро клетки: революционное открытие ученых
ВИЧ-1 при проникновении в ядро клетки, где хранится вся ДНК, ведет себя очень хитро — не притворяется кем-то другим, а убеждает саму «дверь» изменить форму, чтобы пропустить его внутрь.
Diamond Light Source
Каждый год один млн человек заражается ВИЧ — вирусом иммунодефицита человека, а 40 млн живут с инфекцией.
Чтобы увидеть момент проникновения вируса, ученые сделали клеточную мембрану «пористой» — использовали метод пермеабилизации. Условно говоря, они заменили сплошные стены на сетку. А затем добавили к ней меченые вирусы ВИЧ. Это привело к 1487 случаям проникновения в ядро.
Три неожиданных открытия о ВИЧ
- Раньше считалось, что ядерные поры — каналы в оболочке ядра — работают как простой фильтр. Оказалось, что они меняют форму, расширяясь для ВИЧ, активно участвуют в отборе вирусов, а также могут задерживать неподходящие вирусные частицы.
- У вируса есть «сообщник» — белок CPSF6. Он распознает определенные структуры ВИЧ, а затем помогает ему «договориться» с ядерной порой. Без него инфекция часто прерывается.
- У всех вирусных частиц, которые проходят сквозь ядерную оболочку есть схожие черты. Они имеют оптимальную упругость — не слишком жесткие, не слишком мягкие, — могут сжиматься при прохождении поры и несут «правильные» сигнальные молекулы. Это объясняет, почему только 10-20% вирусов успешно заражают ядро.
Белок CPSF6 есть только у человека — поэтому ВИЧ не заражает большинство животных.
Как это изменит лечение ВИЧ
Ученые хотят сделать вещества, мешающие вирусу «дружить» с белком CPSF6. Это будут некие блокаторы, которые могли бы предотвращать скрытое заражение и стабилизировать ядерные поры. Они бы делали оболочку ВИЧ слишком жесткой, чтобы его не пропускали.