Почему вирус Зика крадет белки, необходимые для развития мозга: ответ ученых
Лихорадка Зика обычно протекает относительно мягко, но может вызывать микроцефалию у новорожденных, если мать заражается во время беременности. Ученые раскрыли причину тератогенности вируса Зика.
Вирус Зика, переносимый комарами, опасен тем, что вызывает микроцефалию — врожденный дефект, при котором голова и мозг новорожденного оказываются меньше нормальных размеров. Это может привести к нежизнеспособности ребенка или его умственной и физической неполноценности.
Исследование, опубликованное 13 января 2025 года в журнале mBio, показывает, что вирус Зика захватывает белок-носитель под названием ANKLE2, который критически важен для развития мозга на протяжении всей беременности. Этот белок необходим вирусу для собственной репликации. Поскольку вирус Зика, в отличие от большинства родственных арбовирусов, способен проникать через плацентарный барьер, заражение женщины во время беременности может иметь катастрофические последствия для ребенка.
«Это тот случай, когда вирус оказался в неподходящем месте в неподходящее время», — объясняет Прия Шах, доцент кафедры микробиологии, молекулярной генетики и химической инженерии Калифорнийского университета в Дэвисе и старший автор статьи.
Новая работа показывает, что родственные вирусы, включая вирус денге и вирус желтой лихорадки, используют протеин ANKLE2 для тех же целей. Это открытие может изменить подходы к разработке вакцин и терапевтических средств против этих вирусов.
Вирусы содержат в своем генетическом материале лишь ограниченный набор «инструкций», поэтому для размножения им необходимо «украсть» белки и функции клетки-хозяина. Лаборатория Прии Шах изучает взаимодействие между вирусом и организмом-хозяином.
Ранее Шах и ее исследовательская группа обнаружили, что белок вируса Зика под названием NS4A взаимодействует с ANKLE2 в клетках. Работая с плодовыми мушками-дрозофилами, ученые показали, что это может привести к задержке развития и нарушению роста тканей.
Белок ANKLE2 участвует в развитии мозга плода, но присутствует в клетках всего организма.
Фабрики вирусов В новом исследовании, проведенном под руководством недавнего аспиранта Адама Фишберна, команда Прии Шах вырастила вирус Зика в клетках человека. Удаление гена, кодирующего белок ANKLE2 в этих клетках, снизило способность вируса Зика к размножению, хотя полностью его не остановило.
В клетках, инфицированных вирусом Зика, ANKLE2 скапливается в «карманах» вокруг эндоплазматического ретикулума — сети, используемой для производства белка внутри клетки.
По словам Шах, вирусный протеин NS4A взаимодействует с ANKLE2, заставляя эндоплазматический ретикулум работать как потайной конвейер по сборке новых вирусов. Объединение всех компонентов для создания вирусов в одном месте повышает эффективность репликации и помогает скрыть патоген от иммунной системы.
«Мы увидели, что ANKLE2 важен, но не обязателен для формирования этих очагов репликации», — заключила Прия Шах.
«Наша иммунная система хорошо оснащена для борьбы с подобными вирусами, но только в том случае, если она может их обнаружить», — добавляет Фишберн.
«Вирус Зика и родственные ему вирусы разработали стратегии, позволяющие им прятаться в очагах репликации, чтобы избежать обнаружения. Мы полагаем, что ген ANKLE2 был взломан, чтобы облегчить этот процесс».
Работая с Клаудией Рюкерт из Университета Невады в Рино, ученые обнаружили, что вирус Зика также использует ANKLE2 при заражении клеток комаров, что означает, что такое взаимодействие актуально как для человека, так и для насекомых-хозяев. Иными словами, комары тоже болеют лихорадкой Зика, а не просто выступают переносчиками инфекции.
Исследователи доказали, что белок NS4A родственных вирусов, переносимых комарами, включая вирус денге и вирус желтой лихорадки, взаимодействует с ANKLE2 сходным образом. Все это говорит о том, что взаимодействие NS4A/ANKLE2 важно для репликации в широкой группе вирусов, переносимых кровососущими насекомыми.
Возникает резонный вопрос: если гораздо более распространенные и патогенные вирусы, такие как вирус денге, также взламывают ANKLE2, то почему они не вызывают микроцефалию новорожденных? Все дело в «пронырливости» вируса Зика!
Вирус необычен тем, что способен проникать через плаценту к плоду, у которого ANKLE2 играет важную роль в развитии мозга. Большинство других вирусов не попадают к плоду благодаря плацентарному барьеру и не могут ему навредить.
Переносчики вируса Зика — комары рода Aedes (кусаки). В России они не живут, но могут заноситься путешественниками и с различными грузами. Профилактика лихорадки Зика заключается в вакцинации и защите от комаров. В эндемичные регионы, особенно в Бразилию, категорически не стоит ездить женщинам на любом сроке беременности независимо от сезона.
Рекомендуем познакомиться с самыми странными научными история 2024 года!