Хімія і Життя - Цитомегаловірус людини: секрети упаковки

Реконструкція поперечного перерізу віріона цитомегаловірусу людини (вгорі) з дозволом в 15 Å. Справа, крупно - розташування двухцепочечной ДНК вірусу (дцДНК) всередині каналів білка

Дослідники з групи Хуна Чжоу в Каліфорнійському університеті (Лос-Анджелес) використовували Кріоелектронний мікроскопію для вивчення капсида найбільшого представника сімейства вірусів герпесу - цитомегаловірусу людини, він же HCMV, від Human cytomegalovirus, або герпесвірус людини тип 5 ( «Science» 2017, 356, 6345, eaam6892; DOI: 10.1126 / science.aam6892 ). Він небезпечний для людей зі слабким і несформованим імунітетом, а також може викликати вроджені аномалії розвитку або ускладнення при пересадці донорських органів.

Цитомегаловірус величезний - його капсид діаметром 1300 Å складається приблизно з 4000 молекул білків. Але і геном у нього найбільший серед герпесвірусів: 235 000 нуклеотидів, при цьому капсид, в який геном упакований, не набагато більше, ніж у інших. Як показують розрахунки, ДНК вірусу повинна надавати на оболонку капсида тиск в десятки атмосфер.

Електронна мікроскопія в різних модифікаціях дозволила багато чого довідатися про будову агрегатів з макромолекул, до яких відносяться і віруси. Однак до недавнього часу використовувати її для вивчення будови вірусів герпесу не представлялося можливим через їх великих розмірів і схильності руйнуватися в процесі дослідження.

Отримати зображення капсида цитомегаловірусу з дозволом в 3,9 Å дослідникам з Лос-Анджелеса вдалося завдяки двом прийомам. По-перше, вони проводили дослідження при температурі -197 ° С, в повному розумінні цього слова заморожуючи надмолекулярну структуру, утворену чотирма тисячами молекул білків. По-друге, вони не прагнули відразу отримати зображення всієї оболонки вірусу, а діяли приблизно так само, як укладачі географічних карт, - визначали будову невеликої ділянки капсида і ділянок, що перекриваються з ним, потім комбінували їх в єдину картину. Це було непросто - всього вчені отримали і опрацювали 39 600 зображень. З'ясувалася в тому числі особливість, яку автори вважають специфічною для цитомегаловірусу людини: його ДНК заходить зсередини в канали капсида, утворюючи петлі. Передбачається, що настільки докладна структурна інформація допоможе в розробці препаратів проти цього і інших герпесвірусів.