Что общего у вируса и сперматозоида?

Обычно вирусы проникают в клетку, не теряя в процессе своей целостности: после связывания с рецептором на поверхности клеточной мембраны происходит поглощение клеткой вирусной частицы в составе эндоцитозного пузырька. Но некоторые возбудители, включая вирусы Зика, лихорадки денге, клещевого энцефалита, ВИЧ – используют механизм слияния вирусной и клеточной мембран, когда мембрана вируса становится частью мембраны клетки, а содержимое вириона сразу оказывается в цитоплазме клетки-хозяина. За этот механизм отвечают специальные вирусные белки.

Ученые сравнили аминокислотные последовательности вирусных «белков слияния» с последовательностью белка под названием HAP2 одноклеточных зеленых водорослей Chlamydomonas reinhardtii. Про HAP2 уже было известно, что он необходим для слияния половых клеток организмов, у которых он присутствует, но его конкретная функция была не ясна. HAP2 широко распространен среди одноклеточных простейших, растений и членистоногих. У позвоночных животных, в том числе людей, и еще у грибов HAP2 не обнаружен.

Результаты показали поразительную степень сходства вирусных «белков слияния» и HAP2, особенно в области, называемой «петля слияния» (fusion loop), которая позволяет вирусным белкам успешно внедряться в клетки. Результаты полученной методом рентгеноструктурного анализа визуализации трехмерных структур белков подтвердили, что HAP2 крайне похож на вирусные «белки слияния». То есть, HAP2 эволюционно очень древний белок.

Ученые предположили, что HAP2 и «белки слияния» вирусов похожи не только структурно, но и функционально. Чтобы выяснить это, они вносили мутацию в участок аминокислотной последовательности HAP2, аналогичный «петле слияния» вирусных белков, или обрабатывали белок антителами к «петле слияния». Оба способа модификации HAP2 привели к тому, что хотя половые клетки водорослей были способны «склеиваться» (этот процесс зависит от других белков), завершить слияние клеточных мембран они не могли. То есть, «поломка» HAP2 приводит к невозможности полового размножения.

Результаты этого исследование помогают прояснить очень важные эволюционные процессы, но могут иметь и практическое значение. Среди организмов, обладающих белками HAP2, много «вредных» для человека – это болезнетворные простейшие (например, малярийный плазмодий), сорные растения, насекомые-вредители. Результаты исследования открывают новые возможности борьбы с ними путем предотвращения их размножения с помощью блокировки «петли слияния» белка HAP2.

Фото: https://www.flickr.com Copyright Sanofi Pasteur. Изменен размер картинки

Подготовила Мария Перепечаева