Gli scienziati descrivono macchinari replica sfuggente di virus influenzali

Aprile 13, 2016 Admin Salute 0 1
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La relazione, che appare online Science Express il 22 novembre 2012, si concentra sulla ribonucleoproteina di influenza (RNP). RNP contengono materiale genetico del virus, più l'enzima speciale che il virus ha bisogno di fare copie di se stesso.

"Studi strutturali in tale settore in fase di stallo a causa degli ostacoli tecnici coinvolti, e quindi questo è un anticipo di benvenuto", ha detto Ian A. Wilson, la Hansen professore di biologia strutturale a TSRI e senior autore della relazione con TSRI Professori di Biologia Cellulare Bridget Carragher e Clint Potter. "I dati di questo studio ci danno un quadro molto più chiaro della macchina replicazione del virus influenzale."




Svelare il Mistero della RNP

Al centro di qualsiasi virus influenzale si trovano otto RNP, macchine molecolari piccoli che sono vitali per la capacità del virus di sopravvivere e diffondersi in suoi ospiti. Ogni RNP contiene un segmento - solito un singolo gene codificante proteine ​​- del genoma virale RNA-based. Questo segmento RNA virale è rivestito con nucleoproteine ​​virali protettivi ed ha una struttura che assomiglia un loop contorto di catena. Le estremità libere di questo ciclo twisted sono tenuti da un enzima polimerasi influenzale-virus, che gestisce i due compiti centrali di riproduzione virale: Conoscere nuovi RNA genomico virale, e rendendo i geni RNA-trascrizioni che diventeranno nuove proteine ​​virali.

A parte la sua importanza nelle infezioni comuni, la polimerasi dell'influenza contiene alcuni dei principali "barriere di specie", che mantengono, per esempio, i virus dell'influenza aviaria da mammiferi infettanti. Le mutazioni nei punti significativi dell'enzima hanno permesso il virus di infettare nuove specie in passato. Così i ricercatori sono ansiosi di conoscere i dettagli precisi di come la polimerasi dell'influenza e il resto della RNP interagiscono.

Ottenere queste informazioni è stata una vera sfida. Una ragione è che RNP influenzali sono insiemi complessi che sono difficili da produrre in modo efficiente in laboratorio. Geni Flu polimerasi sono particolarmente resistenti ad essere espresso in cellule di prova, ed esistono loro prodotti proteici in tre pezzi separati, o subunità, che devono in qualche modo auto-assemblaggio. Finora, gli unici RNP influenzali che sono stati riprodotti in laboratorio sono versioni cui strutture non sono del tutto identici a quelli del RNP influenza nativi accorciati. I ricercatori sono anche limitati in quanto il virus che possono utilizzare per tali studi.

La squadra, tuttavia, è riuscito a sviluppare un sistema di espressione di test-cell che ha prodotto tutti i componenti proteici e RNA necessari per rendere full-length RNP influenzali. "Siamo stati in grado di ottenere le cellule per assemblare questi componenti correttamente in modo che avevamo lavoro, auto-replicante RNP", ha detto Robert N. Kirchdoerfer, un primo autore dello studio. Kirchdoerfer era un dottorando in laboratorio Wilson durante lo studio, ed è ora un socio di ricerca post-dottorato nel laboratorio del professor TSRI Erica Ollmann Saphire.

Kirchdoerfer finalmente purificata abbastanza di questi RNP influenza per l'analisi al microscopio elettronico a Automated Molecular Imaging Group di TSRI, che è gestito congiuntamente da Carragher e Potter.

Mai visto prima

Novità del gruppo di imaging permettono ai ricercatori di analizzare campioni molecolari più facilmente, in meno tempo, e spesso con meno materiale di partenza. "Siamo stati in grado, ad esempio, per raccogliere automaticamente i dati per diversi giorni di fila, che è insolito nel lavoro microscopia elettronica," ha detto Arne Moeller, un socio di ricerca post-dottorato presso il gruppo di immagini che era l'altro primo autore dello studio.

Microscopi elettronici rendono immagini ad alta risoluzione dei loro piccoli bersagli colpendoli con gli elettroni, piuttosto che i fotoni di luce. Le immagini hanno rivelato numerosi complessi RNP ben definiti. Per Moeller e la sorpresa dei suoi colleghi, molti di questi sembrava avere nuovi, RNP parziali a crescere senza di loro. "Sono stati ramificazione - questo era molto eccitante," ha detto.

"Essenzialmente questi erano istantanee di RNP influenzali essere replicati, che non era mai stato visto prima", ha detto Kirchdoerfer. Questi e altri dati, costruito da immagini di decine di migliaia di singoli RNP, permesso al team di mettere insieme il modello più completo ma per la struttura e le funzioni di influenza-RNP. Il modello include i dettagli di come la polimerasi virale si lega al suo RNA, come si compie il difficile compito di trascrizione genica virale, e come una copia separata dei assist polimerasi virale nello svolgimento replica RNP. "Siamo ora in grado di prendere un sacco di quello che sapevamo prima circa l'influenza virus RNP e la mappa su parti specifiche della struttura RNP", ha detto Kirchdoerfer.

Il nuovo modello di influenza RNP evidenzia alcuni punti deboli virali. Uno è un cambiamento di forma che una subunità polimerasi - che afferra RNA virale e lo alimenta al sito attivo della polimerasi su una seconda subunità - deve subire durante la trascrizione genica virale. Un altro è l'interazione fondamentale tra la polimerasi e nucleoproteine ​​virali. RNP Flu sono lunghe e flessibili, curvando e piegando in immagini microscopio elettronico; e così il modello strutturale resta modestamente a grana fine. "Non sarebbe in grado di progettare farmaci in base a questo modello da solo", ha detto Kirchdoerfer, "ma ora abbiamo una migliore idea di come RNP influenza funzionano, e che suggerisce alcune possibilità di migliori farmaci antinfluenzali."

Lo studio, "Organizzazione del virus dell'influenza Machinery replica," è stato finanziato in parte da sovvenzioni dal National Institutes of Health (AI058113, GM095573) e il Centro comune per l'Innovazione in Membrane Protein Production per Structure Determinazione (P50GM073197). Automated Molecular Imaging Group di TSRI include il Risorse Nazionale per Automated molecolare Microscopia, che è supportato dal National Institutes of Health Centro Nazionale per la Ricerca Risorse (2P41RR017573-11) e l'Istituto Nazionale di scienze mediche generali Biomediche Tecnologia Centri Risorse (9 P41 GM103310- 11).

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