Тайну герпеса разглядели в электронный микроскоп

Портал накачки ДНК в вирус с красными «щупальцами» к шапочке (cap). Иллюстрация Physorg

Слово «вир» (Vir) у римлян обозначало грубого мужлана, зачастую смертельно опасного (однокоренные слова любопытны: триумвират, ковирия – курия, вирильность – мужественность). Неудивительно, что Луи Пастер, пользовавшийся «искаженной» латынью, назвал поначалу «вирулентные» микроорганизмы вирусами, а созданную им науку микробиологией. И вирусы до 70-х годов ХХ века называли фильтрующимися, потому что они проходят сквозь мельчайшие поры фарфоровых фильтров, не пропускающих бактерии и кокки.

Стереометрия учит, что при минимальной затрате материала сфера вмещает максимальный внутренний объем, чем широко пользуются вирусы, имеющие в большинстве сферическую (вернее икосаэдрическую – 20-гранную) форму. Хотя есть и исключения, например палочковидный вирус табачной мозаики, нитчатый вирус эболы и некоторые бактериофаги, «пожирающие» те же кишечные палочки E. coli.

Коронавирус, как и «ползучий» вирус герпеса (сравните: герпетология, изучающая «гадов ползучих»), который вызывает весеннюю лихорадку на губах, а также саркому Капоши (свирепствующую у людей с ВИЧ), трудно излечим. Обусловлено это их изменчивостью, которая присуща всему живому, против которой бессильны иммунный ответ и лекарства. Неудивительно, что ученые ищут консервативные мишени воздействия. То есть протеины внутренних ферментов и нуклеокапсида, защищающего вирусные нуклеиновые кислоты (ДНК или РНК). К сожалению, это непросто. Тот же коронавирус чуть ли не каждый день приносит сюрпризы.

Всем памятна печальная судьба океанского лайнера «Алмазная принцесса» (Diamond Princess): 18% пассажиров оказались зараженными, но не имели внешних проявлений. Врачи обследовали 77 пар, в которых один заразил другого. Но винить первого не в чем, потому что в половине случаев заражение произошло еще до появления первых симптомов. Около сотни, 94 человека, имели viral shedding (VS), или выделение вируса до начала заболевания.

В августе китайцы показали, что очагом заражения могут стать общественные туалеты, оборудованные смывающимися писсуарами. Причем VS тем больше, чем выше скорость смыва. Но вернемся к вирусным сферам, упомянутым выше.

Сотрудники Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе показали с помощью криоэлектронного микроскопа, что ДНК герпес-вируса (HSV) «пакуется» под большим давлением, достигающим внутри частицы… десятков атмосфер! Внутреннее «ядро» при этом представлено хаотически спутанной ДНК, на которое, как на шпульку (spool), намотаны двухцепочные спирали ДНК. Нечто подобное имеет место в хромосомах, в которых ДНК также навита на белковые шпульки, называемые нуклеосомами.

Для «закачки» ДНК в полость вириона у него имеется протеиновый комплекс, который ученые назвали порталом (portal). Портал закрывается крышкой, которая удерживается белковыми щупальцами длиной 20 нанометров. Вполне возможно, что белки портала станут мишенями будущих лекарств и иммунотерапий. К этому можно добавить, что сотрудники университета в японском г. Кобе предложили вакцину против одного из герпес-вирусов, проникающих в клетки человека с помощью белка-рецептора на их поверхности.

Известно, что герпес-вирусы относятся к латентным, то есть могут пребывать в спящем состоянии, скажем, в нейронах. В Гарвардском и Лиссабонском университетах выявили один из протеинов латентности, назвав его красивым именем LANA (Latency-Associated Nuclear Antigen – ядерный антиген, связанный с латентностью). Авторы отметили высокую степень консервативности LANA у различных герпес-вирусов. Статья с результатами исследования опубликована в журнале PLOS.

Другим важным белком является АРЕ (A Purinic/A Pyrimidinic Endonuclease), представляющий собой фермент починки ДНК. АРЕ необходим для нормальной работы так называемых «вилок»-forks, возникающих при расхождении цепей ДНК во время ее синтеза (Science). АРЕ также «добавляет» смертности клеткам с мутациями гена BrCa, приводящим к раку груди.

Летальность клеток получила название апоптоз (от греч. – опадание листьев, падеж скота). Для четкого мониторинга апоптоза при фототерапии в Университете науки и технологии китайского г. Хефея предложены наночастицы, которые вне клетки пребывают в выключенном (Off) режиме. Аномальные клетки активно поглощают частицы, после чего становятся мишенью воздействия красным светом с длиной волны 808 нанометров, глубоко проникающим в ткани. Частицы с СВТ – Циано-аминоБензо-Тиазолом – переходят в режим «On», стимулируя ферменты апоптоза. Один из них разрушает наносферы. При этом из них высвобождается светящийся агент, по флюоресценции которого можно судить об успехе фототермотерапии в режиме реального времени.