Исследование демонстрирует уникальный процесс транскрипции поксвирусов: кольцевой белок VITF-3 функционирует как «зажим», который раскрывает ДНК и активирует вирусные гены в цитоплазме клетки, не входя в ее ядро.
Команда биологов из Университета Вюрцбурга описала ранее неизвестный механизм активации генов поксвирусов — обширной и эволюционно древней группы ДНК-вирусов, в которую входят возбудители натуральной оспы, пустулезного дерматита и других заболеваний с выраженными кожными проявлениями. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
В отличие от большинства ДНК-вирусов, которые проникают в ядро клетки хозяина для инициации транскрипции, поксвирусы остаются в цитоплазме и используют свою собственную сложную транскрипционную «аппаратуру». Ученым удалось впервые описать механическую «ловушку» — кольцевой белок VITF-3, который выполняет роль зажима для вирусной полимеразы.
Как это работает:
Исследование показало, что белок VITF-3 сам по себе не связывается с ДНК: он формирует прочное кольцо, которое не контактирует с генетическим материалом. Только взаимодействие с вирусной РНК-полимеразой приводит к его раскрытию и охвату ДНК. Это напоминает манжету, надеваемую на руку для измерения давления. Такое взаимодействие вызывает резкий изгиб двойной спирали почти под прямым углом, что упрощает доступ полимеразы к цепям и старт процесса транскрипции.
С помощью криоэлектронной микроскопии команда смогла определить структуру комплекса с разрешением 2,4 Å — что сопоставимо по масштабу с размером атома водорода. Такой уровень детализации позволил проследить каждый изгиб ДНК и уточнить расположение ключевых белков.
Помимо механического «клампа», в состав комплекса входит так называемый кэппинг-энзим — фермент, который моментально «маскирует» вновь синтезированную вирусную мРНК, чтобы клеточный аппарат хозяина не воспринимал ее как чужую.
Последствия и перспективы:
Это открытие имеет значение не только как вклад в фундаментальную биологию. Специфичность механизма для поксвирусов делает данный результат многообещающим в контексте разработки новых противовирусных препаратов, способных препятствовать сборке транскрипционного комплекса и останавливать репликацию вируса.
Пока открытым остается вопрос о динамике репликации. Согласно данным исследования, по мере удлинения мРНК до определенного предела взаимодействие с VITF-3 ослабевает, что может привести к отделению полимеразы и переходу к следующему этапу транскрипции.
