Белок оболочки (или Env) ВИЧ является ключевой мишенью для производителей вакцин: он является ключевым компонентом RV144, экспериментальной вакцины, которая пока является единственным кандидатом, показывающим многообещающие результаты в клинических испытаниях. Также называемый gp120, белок Env связывается с другим белком, называемым gp41, и три единицы gp120 / gp41 связываются с образованием окончательной тримерной структуры. Тример gp120 — это машина, которая позволяет ВИЧ проникать в клетки-хозяева и атаковать их.
Профессор Р. Лаборатория Холланда Ченга в Калифорнийском университете в Дэвисе ранее показала, как тример gp120 может изменять свою форму, как распускающийся цветок. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Scientific Reports за ноябрь. 14, показывает, что переменная петля V2 расположена в нижней части тримера, где она помогает удерживать gp41 на месте, а не наверху конструкции, как считалось ранее.
«Это бросает вызов существующей догме относительно архитектуры иммуногена ВИЧ Env», — сказал Ченг.
Создать вакцину против ВИЧ всегда было сложно, по крайней мере, отчасти из-за того, что белки на поверхности вируса меняются очень быстро. Лучшее понимание структуры тримера gp120 / Env может помочь в обнаружении менее вариабельных участков этих белков, обычно не подверженных воздействию иммунной системы, которые могут быть мишенями для вакцины.
Понимание проникновения вирусов
Вторая пара смежных документов из лаборатории Ченга использует новые методы электронной микроскопии, чтобы исследовать, как некоторые распространенные вирусы захватывают нормальные клеточные процессы, чтобы проникнуть в клетки.
Лаборатория Ченга впервые применила методы криоэлектронной микроскопии.
Традиционно электронная микроскопия полагалась на покрытие или пропитку образцов элементами тяжелых металлов. В криоэлектронной микроскопии используются чрезвычайно низкие температуры для замораживания биологических структур на месте.
Делая несколько изображений под немного разными углами и реконструируя их с помощью компьютеров, Ченг смог создать трехмерные изображения вирусов и вирусных белков, в частности, инфицированных вирусом клеток.
Однако из-за того, как электроны рассеиваются на образцах, криоэлектронные микроскопы могут использовать только ограниченный диапазон углов, создавая «недостающий клин» при визуализации инфицированных клеток.
В одной из статей, недавно опубликованных в журнале PLOS One, Ласси Пааволайнен и его коллеги представляют новый статистический метод восстановления этих недостающих данных без предварительного знания образца.
В сопроводительной статье Пан Сонсавад и его коллеги применили новую технику для изучения пузырьков или маленьких пузырьков, которые образуются внутри клеток при проникновении пикорнавируса.
Пикорнавирусы — это большая группа, которая включает вирусы, вызывающие простуду, кишечные инфекции, полиомиелит, гепатит А и недавние вспышки заразной болезни рук и ног (HFMD), распространяемой среди младенцев и детей младшего возраста в U.S. этим летом.
Пикорнавирусы проникают в клетки, будучи втянутыми в эндосому или выдавливая пузырек с поверхности клетки внутри клетки. Затем они выходят из эндосомы и реплицируют свой генетический материал, РНК, в цитоплазме клеток-хозяев.
Новая работа показывает, что эндосомы выстланы белками-хозяевами, называемыми интегринами, которые находятся в клеточных мембранах.
Когда интегрины сближаются в мембране, они посылают сигналы в клетку. По словам Ченга, вирусы используют это поведение в своих интересах.
Присоединяясь к клетке, вирус собирает интегрины к себе, запуская образование эндосомы.
«Этот вирус собирает интегрины в структуру, так что он может быть« проглочен »клетками-хозяевами», — сказал Ченг.
Оказавшись внутри, новые изображения показывают, что эндосомы распадаются, когда вирусы выпускают свой генетический материал в клетку, что приводит к массовой репликации вируса.
Несмотря на болезнь, которую они вызывают, Ченг считает, что у вирусов есть свое очарование.
«Вирус прекрасен, потому что у него есть собственная геометрия, которую можно повторно использовать и изменять в интересах человека», — сказал он.
Действительно, лаборатория Ченга запатентовала технологию, которая использует самособирающиеся белки оболочки вируса гепатита Е, в том числе их использование для доставки лекарств или вакцин или для борьбы с раком груди.