Por primera vez, los científicos han visualizado directamente en tiempo real los cambios estructurales en la proteína de la superficie del virus de la influenza que pueden ayudar al virus a fusionarse e ingresar a las células objetivo antes de secuestrar sus funciones. Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts encontraronque las moléculas individuales de la proteína hemaglutinina HA que residen en la superficie del virus se despliegan para estirarse hacia las células objetivo, luego se pliegan e intentan nuevamente de 5 a 10 veces por segundo. El descubrimiento muestra que el virus de la gripe es más dinámico de lo que se pensaba anteriormentey puede ayudar a los esfuerzos para desarrollar vacunas más efectivas y comprender mejor otros virus como el Ébola, el VIH y el SARS. La investigación aparece en la revista Celda en línea el 28 de junio e impreso el 9 de agosto
Durante décadas, la influenza ha servido como modelo de estudio para una gran clase de virus que ingresan a las células mediante un mecanismo común: una proteína de envoltura en la superficie de estos virus debe unir el virus a la membrana celular, y luego fusionar el virus yla célula. Fusion permite la liberación del contenido del virus en la célula, por lo que puede hacerse cargo de las funciones internas de la célula y replicarse. La proteína de la envoltura de la gripe, HA, ha sido durante mucho tiempo una plantilla para los mecanismos de fusión en otros virus.
"Las proteínas de envoltura se han descrito como trampas para ratones anticuadas, colocadas en un estado estático, accionado por resorte, esperando ser activadas por la interacción con una célula objetivo", dijo el autor principal del estudio, James Munro, PhD., Profesor asistentede biología molecular y microbiología en la Facultad de Medicina de Tufts, que también enseña en la Escuela Sackler de Ciencias Biomédicas de Graduados en Tufts. "Una vez activados, experimentan un cambio dramático en su estructura tridimensional, permitiendo la fusión y la entrada en el objetivo. Sin embargo,a pesar de algunos indicios en investigaciones previas, este proceso no se había observado directamente, y se pensó ampliamente que cada molécula de proteína en la superficie del virus tenía solo una oportunidad de saltar su trampa ".
Utilizando una tecnología de imagen avanzada - transferencia de energía de resonancia de Förster de molécula única, o smFRET, que mide distancias a nanoescala dentro de moléculas individuales marcadas con tintes fluorescentes - y luego realizando análisis computacionales significativos de los datos, los investigadores de Tufts generaron el primer verdaderovisualización en tiempo real de la forma cambiante de las moléculas de HA individuales que buscan objetivos celulares. Para facilitar los experimentos, se tomaron imágenes de las moléculas de HA mientras estaban en la superficie de un virus no relacionado.
Lo que descubrieron fue una trampa para ratones versátil y dinámica que estaba lejos de la que se suponía y que el modelo hecho anteriormente asumía. "El hecho de que esta molécula viral pueda reconfigurarse a sí misma, luego revertir esa configuración y repetir rápidamente esa secuencia varias veces cambia la forma en que pensamossobre la entrada de virus ", dijo Munro.
La reversibilidad puede potencialmente beneficiar al virus de varias maneras, incluida la prevención de la activación temprana en ausencia de un objetivo apropiado, permitiendo que las moléculas del virus sincronicen sus esfuerzos para aumentar la eficiencia y confundiendo los anticuerpos protectores de una célula, que deben reconocer la forma de un viruspara defenderse de eso.
"Las proteínas de superficie son la única parte del virus que el sistema inmune" ve ". Como resultado, casi todos los anticuerpos conocidos que inhiben la replicación del virus se dirigen a estas proteínas", señaló Munro. "Estamos preguntando '¿Qué estructuras tiene el sistema inmune?sistema necesita reconocer para producir anticuerpos más efectivos? '. "
Todavía se necesita investigación para demostrar la repetibilidad y la reversibilidad de estas dinámicas de proteínas en virus distintos de la gripe, y se están llevando a cabo experimentos de visualización con partículas de Ébola inertes y no infecciosas en el laboratorio de Munro. Munro es el receptor de un Nuevo Director del Instituto Nacional de SaludPremio al innovador para apoyar el uso de imágenes de una sola molécula para investigar cómo los virus como el Ébola ingresan a las células huésped.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tufts, Campus de Ciencias de la Salud . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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