Badanie przeprowadzone przez zespoły z Monash University oraz University of Melbourne, opublikowane w Nature Communications, ujawnia, w jaki sposób wirus wścieklizny potrafi kontrolować tak wiele procesów komórkowych, mając do dyspozycji zaledwie kilka białek.
Naukowcy uważają, że podobne mechanizmy mogą wykorzystywać także inne niebezpieczne wirusy, takie jak Nipah czy Ebola, co w przyszłości może umożliwić opracowanie leków lub szczepionek blokujących te działania.
Zdolność wirusów do „robienia tak wiele przy tak niewielkich zasobach” została określona przez współautora badania, Associate Professor Grega Moseleya, szefa Viral Pathogenesis Laboratory w Monash Biomedicine Discovery Institute (BDI), jako jedno z ich najbardziej niezwykłych osiągnięć.
Jak podkreśla Moseley, wirusy takie jak wirus wścieklizny są wyjątkowo śmiercionośne, ponieważ przejmują kontrolę nad kluczowymi aspektami funkcjonowania komórki:
– przejmują aparat syntezy białek,
– zakłócają wewnątrzkomórkową komunikację,
– dezaktywują mechanizmy obronne chroniące przed zakażeniem.
Największą zagadką było dotąd to, w jaki sposób wirusy osiągają tak szeroką kontrolę, dysponując jedynie kilkoma genami. Dla porównania komórka ludzka posiada materiał genetyczny kodujący około 20 000 białek, natomiast wirus wścieklizny – zaledwie pięć.
Nowy wgląd w rolę białka P wirusa wścieklizny
Współpierwszy autor badania, dr Stephen Rawlinson z Moseley Lab, wyjaśnia, że odpowiedź leży w unikalnych właściwościach jednego z kluczowych białek wirusa – białka P. Badacze odkryli, że białko to:
– potrafi zmieniać konformację (kształt),
– wiąże RNA,
– przełącza się pomiędzy różnymi fizycznymi „fazami” w obrębie komórki.
RNA, jak podkreśla Rawlinson, to ta sama cząsteczka, która stanowi podstawę nowych szczepionek RNA, ale w komórkach odpowiada za przenoszenie informacji genetycznych, koordynowanie odpowiedzi immunologicznych oraz produkcję elementów niezbędnych do funkcjonowania życia.
Manipulowanie komórką poprzez kontrolę RNA i przełączanie fazowe
Współautor badania prof. Paul Gooley wyjaśnia, że poprzez oddziaływania z systemami RNA, białko P może wnikać do licznych wewnątrzkomórkowych przedziałów o płynnej konsystencji i przejmować nad nimi kontrolę. To umożliwia wirusowi błyskawiczne przekształcenie komórki w wysoce wydajną „fabrykę wirusów”.
Takie mechanizmy – jak sugerują naukowcy – mogą być wspólne również dla innych wirusów o wysokiej śmiertelności, w tym Ebola i Nipah.
Nowy sposób myślenia o białkach wirusowych
Dotychczas naukowcy postrzegali białka wielofunkcyjne, w tym wirusowe, jako „składy wagonów”, gdzie każdy moduł odpowiada za inne zadanie. W takim ujęciu skracanie białka powinno ograniczać jego funkcje.
Jednak niektóre skrócone białka wirusowe nabywały nowe zdolności. Badanie wykazało, że funkcjonalność może wynikać nie tylko z obecności modułów, lecz również z ich wzajemnych oddziaływań, zaginania i tworzenia nowych struktur, umożliwiających m.in. wiązanie RNA.
Associate Professor Moseley podkreśla, że właśnie ta zdolność do wiązania RNA umożliwia białku P przemieszczanie się pomiędzy różnymi fazami fizycznymi wewnątrz komórki oraz manipulowanie kluczowymi procesami, takimi jak obrona immunologiczna i produkcja białek.
Odkrycie to zmienia sposób postrzegania wirusów oraz otwiera nowe kierunki badań nad terapiami blokującymi adaptacyjne funkcje białek wirusowych.
W projekcie uczestniczyły m.in.:
Monash University, University of Melbourne, Australian Nuclear Science and Technology Organisation (Australian Synchrotron), Peter Doherty Institute for Infection and Immunity, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), Australian Centre for Disease Preparedness (ACDP) oraz Deakin University.
Źródło: Nature Communications, Conformational dynamics, RNA binding, and phase separation regulate the multifunctionality of rabies virus P protein
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-65223-y
