Коронавирусы нагнали страха на человечество во время эпидемии атипичной пневмонии 2003 года (коронавирус SARS) и во время недавней вспышки острой респираторной инфекции на Ближнем Востоке (родственный ему коронавирус MERS). По последним данным, опубликованным министерством здравоохранения Саудовской Аравии, с января 2013 года в стране произошло 689 случаев заражения вирусом MERS, 283 случаев заражения привели к смерти.
Несмотря на серьезность этих заболеваний, их высокую летальность, до сих пор не существует специфического противовирусного лекарства от коронавирусов.
Создание лекарственных препаратов зависит от прогресса в понимании строения и жизнедеятельности коронавирусов. Большой шаг в этом направлении сделала международная группа с участием российского вирусолога, опубликовав свои результаты в журнале PNAS.
В статье ученые описали механизм внутриклеточного размножения вирусного генома, что может помочь разработке антивирусных лекарств.
Коронавирус отличается самым большим геномом из всех известных РНК-вирусов. Для воспроизведения (репликации) РНК коронавируса используется 16 вирусных белков, по сложности системы репликации он уникален. Эти белки коронавируса SARS и стали предметом исследования.
Как объяснил «Газете.Ru» Александр Горбаленя, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ им. М.В. Ломоносова и Медицинского центра Лейденского университета в Нидерландах (о другой его работе не так давно писала «Газета.Ru»), данные белки не входят в состав вирусных частиц (вирионов), то есть не образуют оболочку вируса с характерной формой короны. Они синтезируются и работают в цитоплазме зараженных вирусом клеток, где образуют трудно поддающиеся изучению комплексы.
Ученые анализировали несколько таких неструктурных белков, в число которых входили: фермент РНК-полимераза (nsp12), отвечающая за синтез последовательности РНК; фермент экзорибонуклеаза (nsp14), исправляющая ошибки репликации, а также белки с неизвестной функцией (nsp7 и nsp8). Эти белки они комбинировали в различных сочетаниях, вводили в них различные мутации, а также оценивали влияние этих мутаций на величину вирусного потомства.
Вирусные белки ученые заставили работать над синтезом РНК in vitro («в пробирке»). При этом биохимические исследования проводились в Университете города Марселя, а генетические — в Лейдене. Очень важная часть — программное обеспечение и вирусная база данных для биоинформатического анализа вирусных геномов — была разработана группой Александра Горбалени в Москве и в Лейдене.
Оказалось, что все изученные белки образуют единый комплекс, способный синтезировать РНК в пробирке значительно лучше, чем любой из белков в отдельности. «Это один из самых сложных РНК-полимеразных комплексов РНК-вирусов, реконструированных in vitro», — сказал Александр Горбаленя «Газете.Ru».
Выяснение деталей работы этого комплекса, задействованного в репликации РНК-коронавируса, может способствовать выявлению мишеней для создания специфических антивирусных лекарственных препаратов.
По крайней мере, ученые нашли, что некоторые мутации изученных белков являются для вируса смертельными.
«В принципе, выявленные взаимодействия между вирусными белками могут служить мишенью для антивирусных препаратов, — сказал Горбаленя. — Хотя их разработка дело трудо- и времяемкое и требует предварительных работ, которые не входили в число задач данного исследования».