«Наши результаты могут помочь ученым предсказать, какие вирусы могут представлять угрозу для человека», — сказал Стефан Ротенбург, доцент кафедры биологии и главный исследователь исследования. «Это большой шаг к пониманию молекулярной основы взаимодействия вируса и хозяина».Ротенбург; докторанты микробиологии Чен Пэн, Китай, и Шерри Халлер, Топика; и сотрудники из Университета Флориды недавно опубликовали исследование в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America о функции иммунорегулирующего белка вируса миксомы, называемого M156. По словам Ротенбурга, M156 ингибирует противовирусный белок хозяина видоспецифичным образом. Исследователи также охарактеризовали мутацию потери функции в M156, которая ослабляет некогда тяжелый вирус.
«Мы все еще очень невежественны, когда дело доходит до предсказания того, какие вирусы представляют угрозу для людей и животных», — сказал Ротенбург. «Мы не до конца понимаем молекулярные механизмы. Вот почему важно изучить очень хорошо зарекомендовавшую себя систему вирус-хозяин, такую как вирус миксомы у европейского кролика, в качестве модели вирусов человека, и почему важно понимание этой мутации».Вирус миксомы был намеренно выпущен в Австралии в 1950-х годах для борьбы с инвазивными кроликами. В то время уровень смертности от вирусной инфекции составлял почти 100 процентов, и распространение вируса привело к огромному сокращению популяции европейских кроликов.
По словам Ротенбурга, в течение нескольких лет произошли две вещи, которые ошеломили ученых того времени: вирус миксомы мутировал, став более слабым или ослабленным, и кролики эволюционировали, чтобы стать более устойчивыми к вирусу.«Эти два явления вместе привели к восстановлению популяции кроликов», — сказал Ротенбург. «Ученые обнаружили, что естественное ослабление вируса на самом деле полезно для вируса, потому что инфицированные кролики жили дольше и могли лучше передавать вирус».Ротенбург далее сказал, что на уровне популяции это, вероятно, самый известный пример коэволюции вируса хозяина в природе, но ему не хватало молекулярного объяснения до этого исследования.
M156 обычно ингибирует фактор защиты кролика от вируса, называемый протеинкиназой R или PKR. Пэн и его коллеги обнаружили, что одна мутация приводит к тому, что белок вируса не в состоянии ингибировать PKR кролика и делает вирус слабее.«У вируса есть эволюционное преимущество в сохранении этой мутации, потому что он обнаружен более чем в 50 процентах австралийских вирусных изолятов», — сказал Пэн.
Исследователи обнаружили, что M156 ингибирует только PKR кролика, но не PKR других млекопитающих, что может способствовать тому, что вирус миксомы вызывает заболевание только у кроликов. Согласно Ротенбургу, взаимодействие белков хозяина и вируса подобно замку и ключу, где замком является PKR, а ключом является ингибитор вируса.
По его словам, при смене замка или ключа вирус не может заразить хоста активной инфекцией.Следующим шагом Ротенбурга является изучение штаммов миксомы, которые были незаконно выпущены в Европе с той же целью — чтобы увидеть, есть ли мутации в ингибиторах PKR с аналогичными эффектами. Кроме того, лаборатория Ротенбурга использует знания, полученные в ходе текущего исследования, для модификации вируса миксомы с целью усиления онколитической активности вируса и расширения спектра форм рака, которые могут быть уничтожены вирусом миксомы.
«Наши результаты важны, потому что мы можем использовать полученные знания для изучения патогенов, которые беспокоят человека», — сказал Ротенбург. "К ним относятся вирусы, такие как вирусы гриппа или лихорадки Эбола, которые могут переходить от животных к человеческой популяции, а также противодействовать иммунной системе своих хозяев, включая ингибирование PKR. Изучение видоспецифических взаимодействий может дать ценную информацию о том, какие вирусы представляют собой будущие угрозы. . "