Белки ANP32 могут дать вирусам птичьего гриппа старт для самокопирования.
Вирусы обычно инфицируют только определенные типы хозяев. Например, многие вирусы, заражающие людей, не заражают других животных. Но вирусы гриппа часто переходят от птиц к другим видам. В 2009 году "свиной грипп" H1N1 перешел от птиц к свиньям, а затем к людям, вызвав пандемию. И сейчас эпидемия птичьего гриппа заражает и убивает птиц, морских млекопитающих и некоторых других животных по всему миру. Никто не знает, может ли этот вирус гриппа в конечном итоге заразить людей и, если заразит, будет ли он способен легко распространяться и вызвать пандемию.
Несмотря на многочисленные случаи заражения людей вирусами птичьего гриппа, ученые не знали, как именно эти вирусы проникают в клетки других видов. Новое исследование дает ключ к разгадке одного из первых этапов адаптации вирусов птичьего гриппа к инфицированию людей и других животных. Исследователи из Китайской академии сельскохозяйственных наук в Харбине и их коллеги обнаружили, что вирусы птичьего гриппа встраивают в свои вирусные частицы белки, способствующие репликации. Белки ANP32, называемые репродуктивными, могут помочь вирусам гриппа совершить переход от птиц к млекопитающим, сообщают исследователи 31 января в журнале Science Advances. Это открытие может помочь исследователям лучше понять и предсказать, какие вирусы гриппа способны вызвать пандемию.
По словам Венди Барклай, молекулярного вирусолога из Имперского колледжа Лондона, когда вирусы инфицируют хозяина, они "не несут с собой все, что им нужно, а просто захватывают то, что уже находится внутри клетки", чтобы помочь им размножаться. Исследователи знали, что вирусы оснащены базовыми механизмами репликации, называемыми полимеразами. Но этого может быть недостаточно, чтобы действительно вызвать инфекцию.
Вирусам необходимо захватывать белки хозяина, чтобы помочь захватчикам быстро создавать свои копии. К ним относятся белки ANP32, которые помогают объединить белки, образующие копировальные машины полимераз. "Современный вирус гриппа нуждается в этом, чтобы достаточно быстро реплицироваться внутри любой клетки хозяина, и тогда он не попадает под удар нашего иммунного ответа и не останавливается", - объясняет Барклай, которая не принимала участия в этой исследовании.
Авторы изучили белки птичьего гриппа внутри клеток млекопитающих под электронным микроскопом и обнаружили, что некоторые вирусные частицы несут с собой немного птичьего ANP32. Вероятно, этот белок прикрепляется к вирусной полимеразе и встраивается в вирусную частицу вместе с остальными механизмами репликации, обнаружили исследователи. Чем сильнее взаимодействие между полимеразой и белком ANP32, тем больше белка-помощника попадает в вирус. Оставалось загадкой, как вирусы птичьего гриппа, у которых белки ANP32 отличаются от белков млекопитающих, смогли захватить и использовать белки ANP32 в клетках человека и других млекопитающих. Исследователи полагали, что, возможно, некоторые вирусы гриппа уже имеют мутации, которые позволяют вирусным полимеразам взаимодействовать с белками ANP32 млекопитающих.
Но новое исследование предполагает, что, упаковывая свои собственные птичьи версии белков, вирусы гриппа не нуждаются в немедленном захвате белков ANP32 хозяина. Вместо этого вирус может использовать птичий белок ANP32 для одного раунда копирования внутри клетки человека или другого животного. "Эта начальная точка опоры может позволить вирусу реплицироваться достаточно, чтобы произвести несколько мутаций, - говорит Барклай. "Некоторые из этих мутаций могут позволить птичьей версии полимеразы взаимодействовать с белками ANP32 млекопитающих".
Вирусы, несущие птичью версию ANP32, с большей вероятностью приобретали такие адаптивные мутации при выращивании в человеческих клетках или на мышах, обнаружили исследователи. "Это объясняет, как птичьи вирусы, которые не должны реплицироваться в человеческих клетках, на самом деле способны реплицироваться и эволюционировать, чтобы взаимодействовать с человеческим ANP32", - комментирует Джейкоб Юнт, иммунолог-вирусолог из Университета штата Огайо, который не принимал участия в исследовании.
По словам Барклай, если полученные результаты подтвердятся в ходе дальнейших исследований, ученые смогут предсказывать, какие вирусы с большей вероятностью вызовут пандемию, ориентируясь на силу взаимодействия между вирусной полимеразой и ANP32. "Возможно, есть вирусы птичьего гриппа, которые гораздо лучше других переносят ANP из курицы или утки в человеческую клетку", - говорит она. "Это могут быть вирусы, которые приходят, закрепляются и начинают процесс эволюции легче, чем те, [которые], возможно, имеют более слабое взаимодействие".
