Ученые сфотографировали пять миллионов вирусных атомов

Ученые из Университета Райса в Техасе получили изображение белковой оболочки вируса в очень высоком разрешении. Как сообщают авторы в пресс-релизе университета, им удалось "разглядеть" каждый из пяти миллионов атомов, входящих в состав оболочки. Статься с описанием работы опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Вирусы - это клеточные паразиты, которые не могут размножаться самостоятельно. Они проникают в клетку и используют ее ферментативный аппарат для копирования собственной ДНК или РНК, а также синтеза собственных белков и сборки оболочки. Генетический материал вируса, упакованный в оболочку (также известную как капсид), получил название вирусной частицы. Именно вирусные частицы "ищут" новые клетки и заражают их.

Несмотря на то что вирусы отличаются большим разнообразием, их капсиды зачастую имеют схожую структуру. Для своего исследования биологи из Университета Райса выбрали вирус, заражающий плесневый гриб Penicillium stoloniferum, под названием PsV-F. Для получения изображения его капсида ученые воспользовались методом рентгеновской кристаллографии. Эта технология позволяет определять структуру объектов, облучая их рентгеновскими лучами.

Для использования рентгеновской кристаллографии необходимо, чтобы изучаемый объект представлял собой кристалл. Выращивание белковых кристаллов - очень трудоемкий процесс, который многие сравнивают с искусством. На выращивание кристаллов (ученые получили их несколько сотен) и составление единого изображения капсида у американских исследователей в общей сложности ушло три года. Анализ полученного "портрета" вирусной оболочки позволил установить, что элементарной единицей, составляющей капсид PsV-F, является не отдельная белковая молекула, а белковый тетрамер. Полностью собранная оболочка состоит из 120 белковых молекул (то есть, 30 тетрамеров).

Изучение строения вирусных капсидов может помочь в разработке новых антивирусных препаратов. Кроме того, знание структуры оболочек вирусов необходимо для развития генной терапии - лечения заболеваний путем направленной доставки в клетки определенных участков ДНК. Одним из самых лучших "транспортных средств" как раз и являются вирусы.