Сообщение о вирусе гриппа по биологии: Вирус гриппа

Вирусологи объяснили, почему сейчас начался подъем заболеваемости гриппом — РБК

adv.rbc.ru

adv.rbc.ru

adv.rbc.ru

Скрыть баннеры

Ваше местоположение ?

ДаВыбрать другое

Рубрики

Курс евро на 8 марта
EUR ЦБ: 80,55 (+0,31) Инвестиции, 07 мар, 16:13 Курс доллара на 8 марта
USD ЦБ: 75,46 (-0,02) Инвестиции, 07 мар, 16:13

Брокеры предложили увеличить число инструментов для непрофессионалов Финансы, 08:00

В Нижневартовске мужчина открыл стрельбу с балкона Общество, 07:58

Генсек ООН призвал власти и протестующих в Грузии избегать эскалации Политика, 07:43

adv. rbc.ru

adv.rbc.ru

72 простые итерации: как владельцу контролировать свой бизнес РБК и СберБизнес, 07:42

Как приостановка членства России в FATF скажется на антиотмывочных мерах Pro, 07:30

Военная операция на Украине. Онлайн Политика, 07:30

Зеленский напомнил об отказе применять оружие Запада для ударов по России Политика, 07:26

Успешные переговоры: какие компетенции помогают достигать цели

14 марта 19:00

Записаться

В Киеве и Харькове прогремели взрывы Политика, 07:21

Экс-глава «Аэрофлота» Полубояринов перешел на работу в «Ростех» Бизнес, 07:00

До трех европаллет: фургон для владельцев небольших автопарков РБК и ГАЗ, 06:51

WP сообщил о 15 годах, необходимых США для восполнения запасов оружия Политика, 06:43

Отстыковку от МКС Crew Dragon с Анной Кикиной отложили из-за непогоды Технологии и медиа, 06:25

Украина и США поспорили о подготовке украинских военных к полетам Политика, 06:10

«Известия» сообщили о задержках с выдачей аппаратов ИВЛ в 40 регионах Общество, 06:07

adv. rbc.ru

adv.rbc.ru

adv.rbc.ru

Фото: Руслан Шамуков / ТАСС

Рост заболеваемости гриппом в этом году по сравнению с предыдущим объясняется тем, что в 2021 году россияне активно использовали средства защиты от коронавируса, что повлияло и на распространение вируса гриппа. Но при этом охват вакцинации от гриппа в прошлом году был меньше, отмечают опрошенные РБК специалисты.

Доцент кафедры инфекционных болезней РУДН Сергей Вознесенский в разговоре с РБК указал на то, что у всех заболеваний из группы ОРВИ есть сезонность. В этом году статистика по гриппу намного хуже по сравнению с прошлыми годами из-за того, что в период пандемии россияне активно использовали средства профилактики, маски и перчатки.

«Мы использовали очень много средств неспецифической профилактики ОРВИ в связи с COVID-19. Мы все узнали такое слово «самоизоляция», мы все добросовестно носили средства индивидуальной защиты. И было довольно-таки много самой СOVID-19.

Поэтому в прошлом году у нас было гриппа и других ОРВИ меньше. Параллельно с этим в прошлом году был гораздо меньше охват вакцинации от гриппа. Статистики официальной по этому году о вакцинации от гриппа у меня нет, и вряд ли она появится в ближайшие месяцы. Но тем не менее можно говорить о том, что уровень вакцинации относительно невысокий, количество людей с именной прослойкой за эти годы снизилось, и поэтому мы видим серьезный подъем заболеваемости ОРВИ и гриппа в частности», — объяснил он сложности со статистическим ростом заболеваемости.

adv.rbc.ru

adv.rbc.ru

Вирусолог, профессор МГУ, доктор биологических наук Алексей Аграновский в разговоре с РБК отметил, что вирус гриппа способен быстро меняться. «Он [вирус] возвращается, потому что он меняется. Вот геном вируса SARS-COV-2 одна большая флешка, а мы с вами hard disk. И вот эта флешка — это одна история, она меняется по своим законам, а вирус гриппа — это восемь маленьких флешек. И вот бывает так, что один штамм обменивается с другим штаммом одной флешкой, на которой информация про поверхностный белок, который присоединяется. Вот одна из флешек кодирует белок, который садится на рецептор слизистой оболочки человека. И вот за счет такой рекомбинации, перетасовки может быстро поменяться тот штамм, который будет доминировать в сезоне такого года. И на этот белок у популяции не было иммунитета», — описывает он ситуацию.

По словам Аграновского, ничего неожиданного в росте заболеваемости гриппом в этом году нет — вирус регулярно появляется в популяции, особенно если в ней невелика доля имеющих иммунитет.

По данным Роспотребнадзора, за прошедшую неделю заболеваемость ОРВИ и гриппом в России выросла на 35,4% по сравнению с предыдущей, средний показатель по стране превышен в 37 регионах. Среди штаммов преобладает свиной грипп A (h2N1), его выявили уже в 82 субъектах. В Петербурге из-за быстрого распространения гриппа вводят масочный режим в больницах и социальных учреждениях.

14 декабря глава Роспотребнадзора Анна Попова сообщила, что оперативный штаб принял решение использовать схемы тестирования на COVID-19 для выявления гриппа. По ее словам, в России необходимо начать тестирование на грипп у всех людей с проявлениями ОРВИ.

Что мы знаем о вирусах и методах защиты от них? – статья – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Главная задача биологии — это развитие представлений у человека о живых организмах, о многообразии видов, обо всех закономерностях развития живых существ, а также об их взаимодействии с окружающей природой. Предмет основы безопасности жизнедеятельности (ОБЖ) позволяет получить знания и умения, которые помогут сохранить жизнь и здоровье в опасных ситуациях. Эти ситуации всегда возникают неожиданно, но, тем не менее, большинство из них предсказуемы и к ним можно подготовиться заранее. ОБЖ учит нас предвидеть возможные опасности и минимизировать потери от той или иной ситуации. Сегодня мы сталкиваемся с новым видом вирусной опасности COVID-19,о котором поговорим с точки зрения биологии и ОБЖ.

Что такое вирус?

Вирус — это неклеточный инфекционный агент. Сегодня нам известно около 6 тысяч различных вирусов, но их существует несколько миллионов. Вирусы не похожи друг на друга и могут иметь как форму сферы, спирали, так и форму сложного асимметричного сплетения. Размеры вирусов варьируются от 20 нм до 300 нм.

Как устроен вирус?

В центре агента находится генетический материал РНК или ДНК, вокруг которого располагается белковая структура — капсид.

Капсид служит для защиты вируса и помогает при захвате клетки. Некоторые вирусы дополнительно покрыты липидной оболочкой, т.е. жировой структурой, которая защищает их от изменений окружающей среды.

Вирусолог Дэвид Балтимор объединил все вирусы в 8 групп, из которых некоторые группы вирусов содержат 1-2 цепочки ДНК. Другие же содержат 1 цепочку РНК, которая может удваиваться или достраивать на своей матрице ДНК. При этом каждая группа вирусов производит себя в различных органеллах зараженной клетки.

Вирусы имеют определенный диапазон хозяев, т.е. он может быть опасен для одних видов и абсолютно безвреден для других. Например, оспой болеет только человек, а чумкой только некоторые виды плотоядных.

Вирус не способен выжить сам по себе, поэтому активируется только в хозяйской клетке, используя ее ресурсы и питательные вещества. Цель вируса — создание множества копий себя, чтобы инфицировать другие клетки!
 

Вирусы. Цикл развития бактериофага. Скачать наглядное пособие в большом разрешении можно здесь. 

Как вирус попадает в организм?

Вирусная инфекция начинается тогда, когда он проникает внутрь хозяина, а именно:

• через физические повреждения (например, порезы на коже)
• путём направленного впрыскивания (к примеру, укус комара)
• направленного поражения отдельной поверхности (например, при вдыхании вируса через трахею)

В зависимости от вида вируса, он может быть прикреплен:

• к эпителию слизистых оболочек (это например вирус гриппа)
• к нервной ткани (вирус простого герпеса)
• к иммунным клеткам (вирус иммунодефицита человека)

Геном вируса встраивается в одну из органелл или цитоплазму и превращает клетку в настоящий вирусный завод. Естественные процессы в клетке нарушаются, и она начинает заниматься производством и сбором белка вируса. Этот процесс называется репликацией. И его основная цель — это захват территории. Во время репликации генетический материал вируса смешивается с генами клетки хозяина — это приводит к активной мутации самого вируса, а также повышает его выживаемость. Когда процесс репликации налажен, вирусная частица отпочковывается и заражает уже новые клетки, в то время как инфицированная ранее клетка продолжает производство.

«Для проникновения в клетку белки поверхности вируса связываются со специфическими поверхностными белками клетки. Прикрепление, или адсорбция, происходит между вирусной частицей и клеточной мембраной. В мембране образуется дырка, и вирусная частица или только генетический материал попадают внутрь клетки, где будет происходить размножение вируса. Сегодня ученые всего мира сделали важное открытие о том, что заражение коронавирусом людей преклонного возраста объясняется тем, что у пожилых людей накапливается специфический белок, который помогает COVID-19 проникать внутрь клетки эпителия».

 Кондратьева Елена

Выход вируса

Вирус создал множество собственных копий, клетка оказывается изнуренной из-за использования ее ресурсов. Больше вирусу клетка не нужна, поэтому клетка часто погибает и новорожденным вирусам приходится искать нового хозяина. Это и есть заключительная стадию жизненного цикла вируса.

Скорость распространения вирусной инфекции

Размножение вирусов протекает с исключительно высокой скоростью: при попадании в верхние дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов количество инфекционного потомства достигает 10³, а концу первых суток − 10²³.

Вирусная латентность

Некоторые вирусы могут «спрятаться» внутри клетки. Это может происходить от того, чтобы уклониться от защитных реакций и иммунной системы хозяина, или просто от того, что продолжение репликации не входит в интересы вируса. Это умение прятаться называется латентностью. В течение определенного времени вирус не даёт начала потомкам и остается неактивным до тех пор, пока внешний стимул — например, свет или стресс, не активирует его.

Как вирус распространяется?

Существуют разные пути распространения вирусной инфекции.

• воздушно-капельный (кашель, чихание)
• с кожи на кожу (при прикосновениях и рукопожатиях)
• с кожи на продукты (при прикосновениях к пище грязными руками вирусы могут попасть в пищеварительную и дыхательную системы)
• через жидкие среды организма (кровь, слюну и другие)

Почему с вирусами так тяжело бороться?

Эволюция вирусов происходит буквально на наших глазах. Идет постоянная гонка между вирусами и живыми организмами. Эпидемии сопровождали человека с древних времён. Миллионы людей на различных континентах погибли от оспы и «испанского гриппа». Эпидемии этих болезней иногда были настолько опустошительными, что в некоторых городах, сёлах и деревнях умирало почти всё население. А когда вирус изобретает новое оружие — возникает пандемия.

Сегодня людям уже удалось победить некоторые вирусы, а некоторые взять под жесткий контроль. Например, Оспа (она же черная оспа). Болезнь вызывается вирусом натуральной оспы, передается от человека к человеку воздушно-капельным путем. Больные покрываются сыпью, переходящей в язвы, как на коже, так и на слизистых внутренних органов. Смертность, в зависимости от штамма вируса, составляет от 10 до 40 (иногда даже 70%), На сегодняшний день вирус полностью истреблен человечеством.

 Кроме того, взяты под контроль такие заболевания, как бешенство, корь и полиомиелит. Но помимо этих вирусов существует масса других, которые требуют разработок или открытия новых вакцин.

Коронавирус

Виновником эпидемии, распространяющейся сегодня по миру, стал коронавирус, вирусная частица в 0,1 микрона. Свое название он получил благодаря наростам на своей структуре, своеобразным шипам. Внутри вируса спрятан яд, с помощью которого он подчиняет себе зараженный организм. Этот вирус воздействует не только на человека, но и на птиц, свиней, собак и летучих мышей. В настоящий момент выделяют от 30 до 39 разновидностей коронавирусной инфекции. Но для человека патогенно всего 6. И как любой другой вирус COVID-19 мутирует.

К наиболее распространенным симптомам COVID-19 относятся повышение температуры тела, сухой кашель и утомляемость. К более редким симптомам относятся боли в суставах и мышцах, заложенность носа, головная боль, конъюнктивит, боль в горле, диарея, потеря вкусовых ощущений или обоняния, сыпь и изменение цвета кожи на пальцах рук и ног. Как правило, эти симптомы развиваются постепенно и носят слабо выраженный характер. У некоторых инфицированных лиц болезнь сопровождается очень легкими симптомами. 

Данные ВОЗ

Сколько же может жить этот вирус вне организма? Все зависит от типа вируса и от той поверхности, на которую вирусы попали. В качестве примера было рассмотрено 3 вируса, по которым велись исследования. Изучали время, на которое может задерживаться вирус на различных поверхностях. Данные приведены в таблице.

Поскольку пока не изобретено вакцины от COVID-19, в целях защиты от инфекции самым важным для нас является соблюдение гигиены.

Гигиена — раздел медицины, изучающий влияние жизни и труда на здоровье человека и разрабатывающая меры (санитарные нормы и правила), направленные на предупреждение заболеваний, обеспечение оптимальных условий существования, укрепление здоровья и продление жизни.

Сегодня следует соблюдать определенные правила гигиены:

• Соблюдение режима труда и отдыха, не допускающего развития утомления и переутомления.
• Выполнение условий, обеспечивающих здоровый и полноценный сон (свежий воздух, отсутствие шума, удобная постель, оптимальная продолжительность).
• Правильное здоровое питание в соответствии с потребностями организма.
• Комфортный микроклимат в жилище (температура, влажность и подвижность воздуха, естественная и искусственная освещенность помещений).
• Содержание в чистоте тела и тщательный уход за зубами.
• Спокойное и корректное поведение в конфликтных ситуациях.

Кроме вакцинации не стоит забывать о важных мерах предупреждения инфекционных болезней, таких как обеспечение безопасности воды, продовольственного сырья, продуктов питания, выполнение установленных санитарных требований в местах хранения и приготовления пищи, а также о строгом соблюдении правил личной гигиены (мытье рук, ношении масок и одноразовых перчаток на улице).

«Мы пытались рассказать Вам не только о существующих научных фактах о вирусах, но и показать, что определенные знания помогают нам в нынешней практической ситуации сохранить свое здоровье и здоровье своих близких. Мы понимаем, что сегодня коронавирус может находиться практически везде: на поверхностях любых предметов, в окружающей среде и т. д. Поэтому самоизоляция – это один из важнейших способов защиты от инфекции. Находясь дома, вы защищаете не только свое здоровье, но  и помогаете медикам и ученым, которые сражаются с этим вирусов и день и ночь. Ведь, чем меньше шансов у нас с вами заболеть, тем больше шансов появляется у них, чтобы победить коронавирус. Пожалуйста, оставайтесь дома и соблюдайте режим самоизоляции и нормы гигиены».

Кондратьева Елена

Универсальная вакцина против гриппа может быть на один шаг ближе, обеспечивая длительную защиту от гриппа: 2021 Новости: Новости: Новости и события: Факультет биологии: Университет Индианы, Блумингтон,

Колледж искусств и наук,

Универсальная вакцина против гриппа может быть на один шаг ближе, обеспечивая длительную защиту от гриппа0003 Было бы неплохо, если бы один выстрел мог защитить тебя на всю жизнь? Фото Брайана Р.

Смита/AFP через Getty Images

Плохой год для гриппа может означать десятки тысяч смертей в США. Вакцинация может защитить вас от гриппа, но вы должны делать прививку каждый год, чтобы не отставать от изменений вируса и пополнить кратковременный иммунитет, который обеспечивает вакцина. Эффективность вакцины также зависит от правильных прогнозов относительно того, какие штаммы будут наиболее распространены в данный сезон.

По этим причинам долговременной целью ученых была универсальная вакцина, которая обеспечивала бы стойкий иммунитет в течение нескольких сезонов гриппа и защищала от различных штаммов.

Исследователи теперь на один шаг ближе к цели. Ученые недавно завершили первое испытание на людях вакцины, созданной с помощью рекомбинантной генетической технологии, чтобы обмануть иммунную систему и заставить ее атаковать часть вируса, которая не меняется так быстро и распространена среди разных штаммов.

Я микробиолог, интересующийся инфекционными заболеваниями, и несколько лет слежу за эпидемией сезонного гриппа. Я взволнован этой новостью, которая может стать поворотным моментом в поисках универсальной вакцины против гриппа. Вот как это все работает.

3D-модель вируса гриппа. Его генетический материал находится внутри, а белки — HA отмечены синим цветом, NA — красным — торчат с поверхности. Изображение: Smith Collection/GadoArchive. Фото: Getty Images

. Биология инвазивного вируса гриппа 9.0021

Как и вирус, вызывающий COVID-19, вирус гриппа имеет белковую оболочку, покрытую липидной оболочкой. Через мембрану торчат множественные копии трех типов белков: гемагглютинина, сокращенно HA; нейраминидаза, сокращенно NA; и матричный белок, M2.

Именно свойства белков HA и NA отличают разные штаммы вируса. Вы, наверное, слышали о таких штаммах, как h2N1 и h4N2, оба из которых заражают людей в США в этом году.

Молекула ГК немного напоминает бутон цветка со стеблем и головкой. Как только кто-то вдыхает вирус, кончик головки молекулы ГК связывается с рецептором на поверхности клеток, выстилающих дыхательные пути человека.

Это начальное связывание имеет решающее значение, поскольку оно побуждает клетку поглощать вирус. Оказавшись внутри, вирус начинает воспроизводить свой собственный генетический материал. Но фермент, копирующий свою одноцепочечную РНК, работает очень небрежно; он может оставить две или три ошибки, называемые мутациями, в каждой новой копии.

Иногда генетические изменения настолько радикальны, что потомство вирусов не выживает; в других случаях они являются началом новых штаммов гриппа. Основываясь на образцах вируса, собранных со всего мира, вирус гриппа, который появится через год, будет иметь около семи новых мутаций в гене HA и четыре в гене NA по сравнению с вирусом предыдущего года. Эти различия во многом объясняют, почему одна и та же вакцина против гриппа не будет столь же эффективной из года в год.

Компьютерная иллюстрация иммунной клетки (слева), высвобождающей множество антител (белые) для атаки и обезвреживания вторгающихся частиц гриппа. Изображение Хуана Гертнера / Science Photo Library через Getty Images

Борьба с инфекцией гриппа

При заражении вирусом гриппа ваша иммунная система вырабатывает антитела для борьбы с ним. Большинство этих антител взаимодействуют с головкой HA и предотвращают проникновение вируса в ваши клетки.

Но у такой сильной реакции есть и обратная сторона. Поскольку иммунный ответ на головку вируса настолько силен, он мало внимания уделяет другим частям вируса. Это означает, что ваша иммунная система не готова отразить любую будущую инфекцию вирусом с другой головкой HA, даже если остальная часть вируса идентична.

Существующие вакцины против гриппа представляют собой инактивированные версии вируса гриппа и поэтому также действуют, индуцируя антитела, нацеленные на головку НА. И именно поэтому каждая версия вакцины обычно работает только против определенного штамма. Но по мере распространения гриппа высокая скорость генетических изменений может привести к появлению новых версий головки HA, которые будут уклоняться от антител, индуцированных вакциной. Эти новые устойчивые вирусы сделают неэффективной даже вакцину текущего сезона.

Стеблевая часть молекулы ГК гораздо более генетически стабильна, чем головка. И стебли HA от разных штаммов гриппа гораздо больше похожи, чем их головные области.

Таким образом, очевидным способом защиты людей от различных штаммов гриппа было бы использование в вакцине только стеблей HA. К сожалению, вакцинация только обезглавленным стеблем, по-видимому, не предотвращает инфекцию.

В настоящее время ученые ищут несколько различных решений этой проблемы.

Новый тип вакцины против гриппа

Группа ученых во главе с Флорианом Краммером из Медицинской школы Икана на горе Синай только что завершила первое клиническое испытание на людях того, что, как они надеются, станет универсальной вакциной против гриппа.

Исследователи использовали рекомбинантную генетическую технологию для создания вирусов гриппа с «химерными» белками НА — по сути, лоскутное одеяло, построенное из кусочков различных штаммов гриппа.

Добровольцы для клинического испытания получили две прививки с интервалом в три месяца. Первая доза состояла из инактивированного вируса h2N1 с исходным стеблем НА, но с головной частью вируса птичьего гриппа. Вакцинация этим вирусом индуцировала слабый ответ антител на чужеродную головку и сильный ответ на стебель. Этот паттерн означал, что иммунная система субъектов никогда раньше не сталкивалась с головой, но видела стебель от предыдущих вакцинаций против гриппа или инфекций.

Вторая вакцинация состояла из того же вируса h2N1, но с головкой НА от другого птичьего вируса. Эта доза снова вызывала слабый ответ антител на новую головку, но дальнейшее усиление ответа на стебель ГК. После каждой дозы вакцины концентрация стволовых антител у испытуемых в среднем примерно в восемь раз превышала их первоначальный уровень.

Исследователи обнаружили, что хотя вакцина была основана на стебле HA вирусного штамма h2N1, вырабатываемые ею антитела также реагировали на стебли HA других штаммов. В лабораторных тестах антитела вакцинированных добровольцев атаковали вирус h3N2, вызвавший 1957 Пандемия азиатского гриппа и вирус H9N2, которые, по мнению Центра по контролю и профилактике заболеваний США, вызывают обеспокоенность в связи с будущими вспышками. Антитела не реагировали на стебель более отдаленно родственного вирусного штамма h4.

Антительный ответ также длился долго; через полтора года у добровольцев все еще была концентрация антител к стеблю ГК в крови примерно в четыре раза выше, чем в начале испытания.

Избегание энергичного иммунного ответа на головку белка означает, что иммунные клетки могут сконцентрироваться на более стабильной ножке белка. Изображение Катерины Кон / Science Photo Library через Getty Images

Поскольку это была фаза 1 клинических испытаний, проверяющих только побочные эффекты (которые были минимальными), исследователи не подвергали вакцинированных людей воздействию гриппа, чтобы проверить, защищают ли их новые антитела.

Однако они вводили сыворотку крови испытуемых, содержащую антитела, мышам, чтобы посмотреть, защитит ли она их от вируса гриппа. Введение сыворотки, взятой у добровольцев, через месяц после ревакцинации, когда уровни антител были высокими, привело к тому, что мышам стало 9 лет. На 5% здоровее после воздействия вируса, чем мыши, которым перелили сыворотку крови от невакцинированных добровольцев. Даже мыши, которым вводили сыворотку крови вакцинированных добровольцев через год после начала испытания, болели примерно на 30% реже.

Эти результаты показывают, что вакцинация химерным белком гриппа может обеспечить длительный иммунитет к нескольким различным штаммам вируса гриппа. Ученым необходимо будет продолжать оптимизировать этот подход, чтобы он работал для разных типов и штаммов гриппа. Но успех этого первого испытания на людях означает, что однажды вы сможете сделать одну прививку и, наконец, излечиться от гриппа.

Патрисия Л. Фостер — почетный профессор биологии Университета Индианы.

Эта статья перепечатана из The Conversation под лицензией Creative Commons.

Читать оригинал статьи

• Колледж искусств и наук
• Кафедра биологии

Колледж искусств и наук

Изучение структуры вируса гриппа

Жизненный цикл вируса гриппа и структура РНК-полимеразы вируса гриппа. (A) Жизненный цикл вируса гриппа с выделенными процессами с участием вирусной полимеразы. (B) Мультипликационная диаграмма, показывающая РНК-полимеразу вируса гриппа С в комплексе с промотором вРНК в реплицирующейся конформации, полученной из структуры, связанной с кислым ядерным фосфопротеином 32A (ANP32A) (PDB ID 6XZR). Интересующие субъединицы и домены показаны разными цветами. (C) Схема субъединиц полимеразы. Основные домены выделены теми же цветами, что и в (B). Каталитические аспартаты PB1, остатки 446 и 447, выделены красным цветом. Стрелки под схемой указывают ключевые сайты взаимодействия с вирусной полимеразой и хозяином ANP32A. Синий — остатки репликирующей полимеразы, которые взаимодействуют с инкапсидирующей полимеразой; зеленый — остатки инкапсидирующей полимеразы, которые взаимодействуют с реплицирующейся полимеразой; розовый, остатки полимеразы, взаимодействующие с ANP32A хозяина. Сокращения: cRNP, комплементарный рибонуклеопротеин; vRNP, вирусный рибонуклеопротеин. Кредит: Тенденции микробиологии (2022). DOI: 10.1016/j.tim.2022.09.015

Группа ученых из Оксфордского университета работала с несколькими методами в Diamond Light Source, чтобы выяснить структуру механизма репликации вируса гриппа и определить, как он взаимодействует с клеточными белками. Это исследование способствует нашему пониманию репликации гриппа и того, как вирус адаптируется к разным хозяевам.

Грипп не только вызывает сезонный грипп, но и может стать пандемией, когда он переходит от животных к людям. Пристально изучив цикл репликации вируса, исследователи выясняют, как грипп захватывает клетки человека и животных для своей репликации.

В недавнем обзоре журнала Trends in Microbiology изложены результаты, полученные с помощью рентгеновской кристаллографии и малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (SAXS) на синхротроне и криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ) в Центре электронной биовизуализации Diamond. (eBIC).

Эти структурные исследования выявили новые потенциальные мишени для разработки новых противовирусных препаратов для подавления репликации вируса гриппа.

Вирус гриппа хранит свои гены в РНК, и вирус синтезирует свою собственную РНК-полимеразу для репликации своего генома. Эта вирусная полимераза выполняет несколько функций в дополнение к репликации, что помогло выяснить совместные исследования Diamond.

Эти исследования показывают, что полимераза регулирует время транскрипции — первого этапа синтеза белка — и репликации, которая может начаться только после образования вирусных белков. Полученные данные показывают, как полимераза взаимодействует с клеточным белком ANP32A и использует его для защиты вирусной РНК от обнаружения иммунной системой.

Считается, что циркулирующие в настоящее время вирусы гриппа А являются эволюционным потомством вируса, вызвавшего эпидемию 1918–1919 гг.19 глобальная пандемия, унесшая от 50 до 100 миллионов жизней во всем мире. Вирусы гриппа обычно ограничиваются заражением одного типа животных-хозяев, таких как птицы, и требуют особых приспособлений, чтобы перейти к другому животному, такому как люди.

Считается, что вирус гриппа 1918 года перешел от водоплавающих птиц к людям и считается «вирусом-основателем», который предоставил сегменты вирусного генома для всех последующих эпидемических и пандемических штаммов. В исследовании, опубликованном ранее в этом году, группа определила структуры полимеразы из 1918 пандемического вируса гриппа и идентифицировали участки на поверхности полимеразы, чувствительные к ингибированию1. Это, в свою очередь, может помочь определить и утвердить цели для открытия новых лекарств.

Это исследование имеет решающее значение для понимания того, как ANP32A частично объясняет барьер перехода от хозяина. ANP32A сильно различается между людьми и птицами, заставляя вирусы гриппа животных и птиц эволюционировать, чтобы стать менее похожими.

Структурно-биологические исследования в Даймонде дают представление о пандемическом потенциале различных штаммов гриппа. Изучая, какие области вирусной полимеразы взаимодействуют с ANP32A, исследователи определили, что мутация в полимеразе птичьего гриппа может позволить ей взаимодействовать с ANP32A человека, позволяя этому штамму птичьего гриппа проникать в человека-хозяина2.

Структурная характеристика крупных белковых комплексов представляет собой сложную задачу, и комплекс репликации вируса гриппа не стал исключением. Рентгеновская кристаллография на линиях пучка I03 и I24 использовалась для определения структуры вирусной полимеразы с почти атомарными подробностями, показывая, что отдельные полимеразы соединяются вместе, образуя димеры. Чтобы дополнить кристаллическую структуру димеров, структурный метод, известный как SAXS, был выполнен в растворе на линии луча B21, чтобы продемонстрировать важность образования димера для функции полимераз.

Исследователи предположили, что одиночные РНК-полимеразы осуществляют транскрипцию на ранних стадиях инфекции и переключаются на репликацию позже, только когда они соединяются вместе в виде димеров после образования дополнительных копий полимеразы3.

Чтобы продолжить эту структурную работу, исследовательская группа провела крио-ЭМ в eBIC. Профессор Джонатан Граймс из Оксфордского университета объясняет, что «крио-ЭМ позволила нам начать изучать очень интересные белковые комплексы, кристаллы которых невозможно вырастить в лаборатории».

«Алмаз демократизирует науку. Тот факт, что все эти методы существуют в одном месте и доступны для научного сообщества, является чрезвычайно ценным ресурсом. Эти передовые средства мирового класса находятся в свободном доступе для ученых из университетов и институтов по всей Великобритании. и ЕС с интересными и важными биологическими вопросами».

Соавтор обзора Trends in Microbiology , профессор Эрвин Фодор, Оксфордский университет, заключает, что «эти исследования помогают нам идентифицировать и подтверждать цели для открытия лекарств. Механизм транскрипции вируса с использованием технологий Diamond в конечном итоге приведет к созданию новых противовирусных препаратов, нацеленных на полимеразу вируса гриппа».

Дополнительная информация: Zihan Zhu et al. Структурное понимание репликации генома вируса гриппа, Trends in Microbiology (2022). DOI: 10.1016/j.tim.2022.09.015

Предоставлено Алмазный источник света

Цитата : Изучение структуры вируса гриппа (4 ноября 2022 г.