خبر

  • تک بورد - هرپس ویروس ها پروتئین یک سلول را می دزدند و از آن برای آلوده کردن سلول دیگر استفاده می کنند

    هرپس ویروس ها پروتئین یک سلول را می دزدند و از آن برای آلوده کردن سلول دیگر استفاده می کنند
    16 روز و 11 ساعت قبل

    بدون سرقت پروتئین، ویروس نمی تواند به هسته سلول های عصبی برسد.
    یکی از ویژگی های بارز ویروس ها این است که برای تولید مثل به پروتئین های میزبان متکی هستند. یک سلول میزبان اغلب ژن های ویروسی را به RNA ها کپی می کند و سپس آن RNA ها را به عنوان مثال به پروتئین ترجمه می کند. به طور معمول، یک ویروس بالغ که آماده انتشار به سلول دیگر است، کمی بیشتر از پروتئین های ویروسی، مواد ژنتیکی ویروس، و شاید بخشی ا

    اما برخی از داده‌های منتشر شده در این هفته ممکن است استثنایی برای این الگو پیدا کرده باشند. به نظر می رسد اعضای خانواده هرپس ویروس در اولین سلولی که آلوده می کنند به پروتئین متصل می شوند و سپس این پروتئین را همراه خود به سلول بعدی می برند. این رفتار ممکن است به دلیل اهداف طبیعی ویروس‌های هرپس مفید باشد - نورون‌هایی که ساختار سلولی بسیار غیرمعمولی دارند.

    راهی طولانی تا هسته

    همانند سایر ویروس‌ها، ویروس‌های هرپس شروع می‌شوند. با آلوده کردن سلول هایی که در معرض محیط هستند. اما از آنجا به سلول‌های عصبی می‌روند، جایی که ساکن می‌شوند و حتی زمانی که هیچ نشانه آشکاری از عفونت وجود نداشته باشد، باقی می‌مانند. سپس این سلول‌های آلوده به عنوان نقطه شروعی برای ایجاد مجدد عفونت‌های فعال عمل می‌کنند، و برای هرکسی که به اندازه کافی بدبخت آلوده شده است، مشکلات مادام العمر ایجاد می‌کند.

    برای ایجاد این نوع عفونت نهفته، ویروس هرپس باید محل سکونت خود را بگیرد. در هسته یک سلول و این می تواند فاصله زیادی با محل عفونت داشته باشد، زیرا سلول های عصبی می توانند پسوندهای طولانی به نام آکسون را ارسال کنند که به آنها اجازه می دهد در مناطق مختلف بدن ارتباط برقرار کنند. طولانی‌ترین این آکسون‌ها می‌تواند بیش از یک متر باشد، بنابراین اگر ویروس وارد نورون در انتهای آکسون شود، باید مسیر طولانی را طی کند تا به هسته برسد.

    تبلیغات

    البته خود سلول باید اشیا را به سمت پایین این آکسون های بلند حرکت دهد، بنابراین سیستمی برای مدیریت آن دارد. پروتئین ها فیبرهای بلندی را تشکیل می دهند که در طول آکسون قرار دارند. پروتئین‌های دیگر (موسوم به موتور) می‌توانند به این الیاف بچسبند و از آکسون به بالا یا پایین عبور کنند و محموله را در حین حرکت حمل کنند.

    ویروس‌های هرپس برای استفاده از این سیستم تکامل یافته‌اند. این ویروس پروتئینی را رمزگذاری می کند که در پوسته آن گنجانده شده است و این توانایی را دارد که به یکی از موتورها بچسبد. بنابراین هنگامی که یک سلول عصبی را آلوده می کند، می توان آن را در طول آکسون به سمت پایین حمل کرد، همانطور که فقط یک محموله دیگر بود. در نتیجه، سلول بسیاری از کارهای مورد نیاز برای یافتن محل اقامت ویروس را انجام می دهد.

    یک سد راه

    در مطالعه جدید، گروهی از محققان مستقر در ایالات متحده به دنبال آن بودند. در پروتئینی که ویروس برای سوار شدن بر پروتئین های موتور استفاده می کند. کار قبلی نشان داده بود که پروتئین می‌تواند به دو نوع مختلف موتور (داینئین و کینزین، برای کسانی که به این چیزها فکر می‌کنند) متصل شود و محققان علاقه‌مند بودند ببینند که چگونه پروتئین با کینزین تعامل می‌کند. بنابراین آنها متوجه شدند که این تعامل در کجای پروتئین ویروسی رخ می دهد.

    با روی آوردن به ژن ویروسی که این پروتئین را رمزگذاری می کند، جهش هایی ایجاد کردند که توانایی آن را برای جذب به کینزین از بین برد. ویروس‌های حامل این جهش‌ها پس از آلوده کردن یک سلول دیگر قادر به انتشار نیستند. این کمی تعجب آور بود، با توجه به اینکه آنها هنوز هم باید بتوانند به پروتئین حرکتی دوم متصل شوند.

    برای درک بهتر آنچه که در حال وقوع بود، محققان ویروس را در سلول های عصبی رشد دادند. که فاقد کینزین بود. احتمالاً به دلیل تعامل با موتور دیگر، ویروس به آسانی به سمت پایین آکسون حرکت کرد. اما هنگامی که وارد بدن سلول شد، ویروس در نزدیکی هسته انباشته شد اما نتوانست به طور موثر وارد آن شود.

    تبلیغات

    اما تفاوت زیادی بین راندمان پایین مشاهده شده در این آزمایش و وجود دارد. فقدان کامل عفونت زمانی که پروتئین جهش یافته بود. توضیح این تفاوت: این ویروس در واقع از اولین سلولی که آلوده می‌کند، کینزین را با خود حمل می‌کند.

    تشخیص آن بسیار سخت بود، اما محققان در نهایت راهی پیدا کردند. آنها کینزین را با آنزیمی که باعث تغییر رنگ یک ماده شیمیایی می شود برچسب زدند. آنها سپس نشان دادند که سلول‌های آلوده به ویروس نیز تغییر رنگ می‌دهند، و این نشان می‌دهد که ویروس می‌تواند کینزین برچسب‌گذاری شده را به داخل سلول‌ها حمل کند.

    خط پایانی

    با کنار هم قرار دادن همه اینها، آن را نشان می‌دهد. به نظر می رسد که ویروس از دو طریق سیستم حمل و نقل میزبان را ربوده است. یکی از پروتئین های خود می تواند به موتوری متصل شود که ویروس را از آکسون سیستم عصبی پایین می برد و آن را به هسته نزدیک می کند. همین پروتئین موتور دوم را نیز می گیرد و با خود به داخل سلول می آورد. این موتور به ویروس اجازه می دهد تا از "نزدیک هسته" به "درون آن" منتقل شود.

    با توجه به اینکه سلول های عصبی نیز کینزین خاص خود را دارند، مشخص نیست که چرا این مورد نیاز است - چیزی که خود نویسندگان آن هستند. تشخیص داده و احتمالاً روی آن کار می کنند. اما سوال بزرگ‌تر این است که آیا ویروس‌هایی که پروتئین‌های میزبان را حمل می‌کنند، شایع‌تر از آن چیزی است که تصور می‌شود؟ با توجه به اینکه تشخیص این فرآیند در ویروس هرپس چقدر سخت بود، ممکن است در سایر ویروس‌هایی که به خوبی مطالعه شده‌اند نیز این اتفاق بیفتد، اما ما تاکنون آن را از دست داده‌ایم.

    Nature، 2021. DOI. : 10.1038/s41586-021-04106-w  (درباره DOI).





خبرهای دیگر از علوم پایه