Практически каждый взрослый человек неосознанно является носителем хотя бы одного из девяти различных вирусов герпеса человека. Под влиянием возраста, стресса или ослабления иммунной системы вирус может активизироваться и привести к развитию тяжелых заболеваний.

Успех вирусов герпеса объясняется тем, что они хорошо адаптировались к человеку и разработали эффективные стратегии, позволяющие избежать воздействия иммунной системы. Главную роль в маскировке играют белки, которые заставляют инфицированную клетку думать, что она не заражена и не находится под угрозой. Известно, например, что каждый вирус герпеса обладает мощным протеомом, т.е. большим количеством таких белков, которые, будучи высоко адаптированными к хозяину, позволяют ему эффективно реплицироваться сразу после заражения.

Сложный протеом также обеспечивает формирование многослойных частиц в уже инфицированной клетке. Эти новообразованные вирусы — их еще называют вирионами — содержат многочисленные вирусные белки, а также белки хозяина. В центре частиц находится вирусная ДНК, которая заключена в нуклеокапсид. Вокруг капсида образуется слой из множества других белков, называемый тегументом.

Частицы участвуют в реактивации вируса

Частицы играют решающую роль в том, что после реактивации, вызванной любыми способами, вирус может вновь реплицироваться и распространяться в организме системно. Таким образом, они играют ключевую роль в возникновении заболевания — после длительного периода покоя (латентности).

Однако мало что известно о внутренней организации этих частиц, особенно о белково-белковых взаимодействиях в их оболочке. Поэтому исследователи из Института молекулярной фармакологии имени Лейбница (Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie, FMP) и Берлинского университета Шарите (Charité-Universitätsmedizin Berlin) более внимательно изучили частицы, в частности, цитомегаловирус человека (HCMV). Вирус HCMV особенно часто встречается в популяции и может быть действительно опасен, особенно для реципиентов трансплантатов и нерожденных детей, которые заражаются через мать. Несмотря на интенсивные исследования, в настоящее время не существует хорошо переносимой противовирусной терапии, которая могла бы эффективно контролировать или даже уничтожать вирус. Также не существует вакцины против этого типа вируса.

Карта показывает, какие белки взаимодействуют друг с другом

В настоящей работе группа специалистов под руководством Фань Лю (FMP) и Людера Вибуша (Charité) впервые создала подробную карту пространственных взаимодействий между белками вируса и клетки-хозяина внутри частиц HCMV. В частности, было установлено, что некоторые белки клетки-хозяина рекрутируются вирусными белками и играют определенную роль в вирусной репликации. Например, вирусный белок UL32 рекрутирует клеточный белок (протеинфосфатазу PP1) в частицу, чтобы избежать связывания других, нежелательных, белков клетки-хозяина.

Сам HCMV не имеет фосфатаз, подобных PP1, поэтому можно видеть, что вирус использует преимущества определенных белков клетки-хозяина для эффективной репликации, — говорит вирусолог FMP Борис Богданов, объясняя ключевую стратегию того, как HCMV обманывает своего хозяина.

Для послойного изучения взаимодействия между различными белками в интактных частицах HCMV исследователи использовали метод, называемый масс-спектрометрией перекрестных связей.

Этот метод также позволяет делать выводы об идентичности белков, — подчеркнул Фань Лю, эксперт по масс-спектрометрии в FMP.

Но особенность и уникальность сшивки заключается в том, что мы можем увидеть, какие белки и где взаимодействуют друг с другом.

Никогда ранее эта инновационная технология не использовалась для составления карты пространственной организации взаимодействий внутри герпесвирусных частиц. На основе полученных данных в FU Berlin Мохсеном Садеги была создана компьютерная модель частицы HCMV. Виртуальная модель позволяет имитировать работу каждого белка внутри частицы и наглядно демонстрирует биофизические процессы.

Выявленное взаимодействие белков важно для лучшего понимания сложного жизненного цикла HCMV, — классифицирует полученные результаты Борис Богданов.

А это, в свою очередь, важно для поиска кандидатов на антивирусные препараты против HCMV.