Для репликации и распространения вируса по организму хозяина задействовано много белков, но этот процесс не очень хорошо изучен. Ученые из A * STAR провели совместное исследование, чтобы узнать, какие факторы хозяина играют ключевую роль в репликации вируса. Цель состояла в том, чтобы определить пути и процессы хозяина, которые действуют на различных стадиях заражения вирусом бронхита, которые могут быть нацелены на борьбу с вирусами.
Под руководством Фредерика Барда из Института молекулярной и клеточной биологии A * STAR исследователи заразили клетки рака легких человека особым вирусом бронхита, который заставляет клетку светиться при репликации. Вирус бронхита принадлежит к семейству коронавирусов, которые представляют значительную угрозу для здоровья населения: они вызывают такие заболевания, как тяжелый острый респираторный синдром (SARS), респираторную систему Ближнего Востока (MERS), а также простуду.
Метод, с помощью которого вирус может инфицировать клетки и размножаться, требует нескольких шагов. Первый шаг – это связывание вируса с рецепторами на мембране клетки-хозяина, которая затем складывается, чтобы окружить вирус в процессе, называемом эндоцитозом. Затем вирус не покрывается оболочкой, чтобы его геном мог проникнуть в цитоплазму клетки-хозяина, чтобы факторы хозяина могли создавать вирусные белки. Наконец, вирусные частицы генерируются и секретируются из клетки-хозяина, чтобы обеспечить распространение вируса.
Чтобы определить, какие факторы в клетке-хозяине необходимы для репликации вируса, исследователи систематически подавляли экспрессию более 21000 генов человека в клетках. Они идентифицировали 83 фактора в восьми различных клеточных компартментах хозяина, которые рекрутируются вирусом.
Подходящие пути включают пути, которые играют роль в перемещении везикул из одной части клетки в другую, которые сплайсируют незрелые РНК в более зрелые формы и которые разрушают или повторно укладывают белки.
Один белок, идентифицированный исследователями, называется валозин-содержащим белком (VCP), который, к их удивлению, играет важную роль в репликации вируса. Чтобы определить, какую часть вирусной репликации он регулирует, они смотрели, на какой стадии вирусная сборка застряла.
Они обнаружили, что отключение VCP по-прежнему позволяло вирусам проникать в клетку, но заставляло вирусы застревать в структурах пузырьков, называемых ранними эндосомами, что не позволяло вирусному геному перемещаться в цитоплазму. "Блокирование вирусов в эндосомах может помочь клеткам более эффективно их разрушать, а организму – избавиться от них без особой токсичности," объясняет Бард.