Вы когда-нибудь видели арендатора, который недоволен проживанием в одной комнате и требует перекрасить весь дом?простой герпес Он делает что-то похожее с нашими клетками, только вместо того, чтобы перекрашивать стенки, он полностью перестраивает архитектуру нашей ДНК.
Исследователи Центр геномной регуляции в Барселоне они обнаружили, что этот вирус не просто размножается: Всего за несколько часов он преобразует трехмерную структуру генома человека, сжимая его до 70% от первоначального объема и перемещая к краям ядра клетки. И все это для того, чтобы освободить место для собственной фабрики репликации. Но есть и хорошие новости: они нашли способ остановить это..
Вирус простого герпеса — молекулярный архитектор нашей ДНК
Вирус простого герпеса 1-го типа (ВПГ-1) вызывает неприятные волдыри, которые мы называем герпесом, но его истинные возможности выходят далеко за рамки простого повреждения тканей. Эстер Гонсалес-Алмела e Альваро Кастельс Гарсия, первые авторы исследования опубликованный Природа связи, использовали комбинацию микроскопии сверхвысокого разрешения и методов захвата хромосом, чтобы раскрыть этот скрытый механизм.
Вирус начинает свою реструктурирующую работу в течение первого часа после заражения. Буквально крадет РНК-полимеразу II, фермент, необходимый для транскрипции человеческих генов, захватывая его в свои собственные репликационные отсеки. С помощью этой масштабной кражи вирус вызывает транскрипционный коллапс всего генома хозяина.
Наш геном, обычно организованный в открытую и доступную структуру, сжат в плотную оболочку, занимающую всего 30% исходного объема.
Топоизомераза: главный переключатель
Настоящий гениальный ход исследования заключается в выявлении фермент топоизомераза I как нервный центр всей операции. Этот фермент, который обычно разрезает ДНК, чтобы снять напряжение во время репликации, является завербован вирусом наряду с другими структурными белками, такими как когезин.
Мария Пиа Косма, исследователь ICREA и автор-корреспондент исследования в Центр геномной регуляции, объяснил, как этот фермент стал ахиллесовой пятой вируса:
«В клеточных культурах подавление этого фермента останавливало инфекцию до того, как вирус успевал произвести хотя бы одну новую частицу».
Как работает геномная секвестрация
В течение трех часов после заражения большая часть полимеразы и значительная часть других ключевых факторов полностью покидают человеческие гены. Эта массовая кража приводит к коллапсу транскрипции во всем геноме хозяина, что в свою очередь приводит к сжатию хроматина в плотную оболочку.
Что делает это открытие особенным, так это то, что переворачивает наше понимание взаимосвязи между структурой и функцией ДНК. Раньше мы думали, что плотный хроматин автоматически отключает гены, но здесь мы видим обратное: если транскрипция останавливается в достаточной степени, ДНК соответствующим образом уплотняется.
Как уже упоминалось, вирус простого герпеса физически смещает геном человека к краям ядра, освобождая центральное пространство для создания собственного вирусная фабрика репликации. Это немного похоже на выселение всех жильцов из здания, чтобы превратить его в нелегальную фабрику.
Простой герпес, воздействие на 4 миллиарда человек
Воздействие простого герпеса почти 4 миллиарда человек моложе 50 лет по всему миру. Двое из трех человек живут с ВПГ-1 всю свою жизнь., хотя в большинстве случаев инфекция протекает бессимптомно. Когда она все же возникает, она может вызвать не только герпес, но и слепоту или опасные для жизни заболевания у новорожденных и людей с ослабленным иммунитетом.
Недавно опубликованное исследование открывает новые терапевтические возможности именно потому, что оно определяет единственную точку уязвимости. В то время как текущие методы лечения могут только управлять симптомами, Растет число штаммов, устойчивых к лекарствам и до сих пор нет окончательного лекарства.
Конкретная надежда
Открытие того, что единственный фермент контролирует всю способность вируса перестраивать геном человека, дает нам совершенно новая терапевтическая цель. Гораздо проще разработать препараты, которые специфически ингибируют топоизомеразу I, чем пытаться блокировать каждый отдельный аспект репликации вируса.
Команда Центр геномной регуляции Для наблюдения за этим процессом в реальном времени использовались методы, позволяющие «видеть» структуры шириной всего 20 нанометров, что примерно в 3.500 раз тоньше человеческого волоса.
Мы пока не готовы к клиническим испытаниям, но это исследование полностью меняет наш взгляд на простой герпес. Это уже не просто вирус, который прячется в нейронах и появляется снова, когда мы меньше всего этого ожидаем. Это сложный манипулятор нашего собственного генетического кода, но теперь мы точно знаем, какой переключатель нужно нажать, чтобы остановить его.
