Не до конца понятно, как коронавирус SARS-CoV-2 инициирует процесс репликации во время инфекции. В новом исследовании исследователи из Института Гельмгольца в Германии и других научно-исследовательских институтов впервые обнаружили, что человеческий белок SND1 работает вместе с белком SARS-CoV-2 NSP9, стимулируя эту программу репликации вирусного гена в инфицированных клетках. К своему удивлению, они обнаружили, что NSP9 является первым строительным блоком для генерации нового вирусного генетического материала. Эти результаты важны для дальнейших фундаментальных исследований, но также могут открыть новые возможности для лечения COVID-19 и других инфекционных заболеваний, вызываемых коронавирусами. Результаты были опубликованы онлайн 3 октября 2023 года в журнале Cell под заголовком «SND1 связывает РНК SARS-CoV-2 с отрицательным смыслом и способствует синтезу вирусной РНК через NSP9».
SARS-CoV-2 — это коронавирус, вызывающий заболевание COVID-19, от которого на сегодняшний день погибло около 7 миллионов человек во всем мире. Геном РНК этого вируса содержит инструкции по созданию новых копий вируса. Когда SARS-CoV-2 заражает клетку-хозяина, он берет на себя управление механизмом экспрессии генов клетки, чтобы реплицироваться и размножаться. Для этого требуется создание нескольких типов вирусной РНК, каждый из которых играет определенную роль в цикле репликации этого вируса.
В новом исследовании группа ученых под руководством автора-корреспондента статьи Матиаса Мюншауэра сосредоточилась на взаимодействии различных РНК SARS-CoV-2 и белков клеток-хозяев человека.
Мюншауэр объясняет: «Хотя мы многое узнали о функции собственных белков вируса, мы все еще изучаем, как белки в инфицированных клетках человека влияют на способность SARS-CoV к репликации-2».
Нора Шмидт, соавтор статьи и научный сотрудник лаборатории Мюншауэра, сказала: «Мы обнаружили, что белок-хозяин, называемый SND1, распознает определенный тип вирусной РНК, называемый отрицательно-цепочечной РНК. Эта отрицательно-цепочечная РНК является шаблоном для амплификации новых молекул вирусной РНК, но она не транслируется в белок».
Добавить в учебник SARS-CoV-2
Было показано, что SND1 необходим для эффективной репликации вирусной РНК этим вирусом в клетках человека. Он не только связывается с шаблоном синтеза вирусной РНК с отрицательной цепью, но и взаимодействует с вирусным белком, называемым NSP9.
Юаньцзе Вэй, один из первых авторов статьи, с радостью сообщает: «Наше исследование раскрыло ключевую деталь. Стимулируемый человеческим фактором SND1, этот вирус использует свой собственный белок NSP9 в качестве праймера для инициации производства РНК».
С помощью SND1 эти авторы описывают первый подтвержденный белок хозяина, распознающий вирусную РНК с отрицательной цепью. Они также смогли впервые продемонстрировать, что связывание этого человеческого белка с РНК SARS-CoV-2 и его взаимодействие с NSP9 помогают инициировать репликацию вируса. Если фактор хозяина SND1 отсутствует, способность NSP9 инициировать синтез вирусной РНК нарушается, и вирусная РНК производится менее эффективно.
Изображение из Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.09.002.
Авторы приходят к выводу, что эти результаты удивительны и побуждают обновить знания учебников о коронавирусах. В дополнение к фундаментальным исследованиям, будущая медицина выиграет от новых терапевтических целей. Кроме того, есть доказательства того, что редкие варианты последовательности в гене SND1 могут быть связаны с тяжелой инфекцией COVID-19 и госпитализацией.
В этом случае необходимы дальнейшие исследования. Также было бы интересно проанализировать в будущем, сохраняются ли функции SND1 и NSP9 в других коронавирусах или человеческий белок SND1 также стимулирует репликацию других РНК-вирусов, вызывающих заболевания человека, таких как вирус гриппа или респираторно-синцитиальный вирус. Кроме того, будущие исследовательские усилия должны будут выяснить точные молекулярные особенности, которые управляют связыванием SND1 с отрицательной цепью РНК SARS-CoV-2 или других коронавирусов.
