Entführungsstrategie für Hunderte von Viren abgebildet

Eine Strategie, mit der Viren eine Wirtszelle übernehmen, besteht darin, kleine Teile der Proteine ​​der Zelle, die Motive genannt werden, nachzuahmen. In einer neuen, von der Universität Uppsala koordinierten Studie haben Forscher eine neue Methode verwendet und die verfügbaren Informationen darüber, wie Viren menschliche Bindungsmotive nachahmen, verdoppelt. Die Ergebnisse legen neue Ziele für die Entwicklung antiviraler Inhibitoren nahe. Die Forschung wird in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation.

Viren sind infektiöse Partikel, die zur Vermehrung auf Wirtszellen angewiesen sind. Wenn ein Virus in eine Wirtszelle eindringt, entführt es die Prozesse der Zelle, um mehr Viruspartikel zu produzieren. Eine Art von verwendetem Mechanismus ist die Nachahmung der Motive.

Proteine ​​liefern Struktur, übertragen Signale und katalysieren chemische Reaktionen, die für eine normale Zellfunktion erforderlich sind. Proteine ​​selbst bestehen aus Aminosäuren. Die Reihenfolge der Aminosäuren bestimmt Form, Größe und Funktion des Proteins. Während einige Regionen eines Proteins sich zu wohldefinierten dreidimensionalen Strukturen falten, enthalten andere Regionen kurze Abschnitte von Aminosäuren, die als Barcodes fungieren. Diese Barcodes werden Motive genannt und von anderen Proteinen erkannt und gebunden.

Motivbasierte Proteinwechselwirkungen sind entscheidend für eine Reihe wichtiger zellulärer Prozesse, wie z. B. die Ermöglichung der Kommunikation zwischen Zellen, das Recycling beschädigter Proteine ​​und den Transport von Proteinen zwischen verschiedenen Zellkompartimenten. Da Motive klein sind, können virale Proteine ​​leicht ihre eigenen Interaktionsmotive entwickeln, die mit den Proteininteraktionen der Zelle konkurrieren.

In den letzten Jahrzehnten wurden mehrere Forschungsstudien darüber durchgeführt, wie Viren menschliche Bindungsmotive nachahmen. Die meisten Studien haben sich jeweils auf ein Virus und eine Wechselwirkung konzentriert. Es war bereits bekannt, dass Wechselwirkungen wichtig dafür sind, wie Viren unsere Zellen übernehmen, obwohl die Informationen begrenzt waren.

Die Forscher hinter der vorliegenden Studie haben eine neue Methode verwendet, um Wechselwirkungen zwischen menschlichen Proteinen und Proteinen von Hunderten verschiedener Viren systematisch abzubilden, wodurch die verfügbaren Informationen im Wesentlichen verdoppelt und ein völlig neues Verständnis der Nachahmung viraler Motive geliefert werden.

„Bisher gab es keine Forschung, die sich in großem Umfang mit diesen Wechselwirkungen befasste, da sie notorisch schwer zu identifizieren und zu untersuchen sind. Unsere Ergebnisse sind der erste groß angelegte Versuch, motivabhängige Wechselwirkungen von vielen verschiedenen Virusarten gleichzeitig zu identifizieren und zu charakterisieren “, sagt Filip Mihalič, Forscher am Institut für Medizinische Biochemie und Mikrobiologie der Universität Uppsala und Erstautor des Artikels.

Die neue Studie beschreibt auch, wie Viren die endozytische Transportmaschinerie der Zelle übernehmen, die für die Aufnahme von Viruspartikeln, aber auch für den Transport zelleigener Proteine ​​notwendig ist. Darüber hinaus zeigen die Forscher, dass das Protein PABP1, das für die Synthese neuer Proteine ​​wichtig ist, ein Ziel für motivbasiertes Hijacking ist. Die Forscher zeigten, dass einige Viren PABP1 verwenden und dass es möglich ist, eine Virusinfektion zu hemmen, indem die Funktion von PABP1 blockiert wird. Die Ergebnisse legen somit nahe, dass PABP1 ein mögliches Ziel für die Entwicklung neuer antiviraler Medikamente sein könnte.

„Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse andere Forscher ermutigen werden, diesem wenig untersuchten Phänomen mehr Aufmerksamkeit zu schenken. Die Ergebnisse, die wir jetzt veröffentlichen, sind nur die Spitze des Eisbergs“, sagt Filip Mihalič.

„In Zukunft hoffen wir, eine vollständige Karte der motivabhängigen Wechselwirkungen zwischen viralen und menschlichen Proteinen zu erstellen. Dies würde uns helfen zu verstehen, was während einer Virusinfektion passiert, und zur Identifizierung neuer Ziele für die Entwicklung von antiviralen Medikamenten zur Bekämpfung von Viren führen.“ Infektionen und Pandemien wie COVID-19″, sagt Ylva Ivarsson, Professorin am Department of Chemistry BMC der Universität Uppsala.