Принципы мутации вируса гриппа H5N1

Вирус птичьего гриппа H5N1 в дикой природе может быть только в одном маленьком шаге от эффективного распространения среди млекопитающих. Такое шокирующее сообщение поступило от Йошихиро Каваока, профессора Университета Висконсин-Мэдисон, с его статьи, опубликованной в издании Nature, после нескольких месяцев переговоров относительно уместности изложения результатов на публичное рассмотрение.

«На эти результаты возлагали большие надежды, – говорит Винсент Раканиелло, вирусолог из Университета Колумбия в Нью-Йорке. – И это совсем не удивительно».

H5N1, более известный как птичий грипп, высокопатогенный и смертелен для человека, однако он не может эффективно передаваться от человека к человеку, и случаи заражения кажутся единичными. Для того чтобы определить, может ли H5N1 эволюционировать к высокой способности распространяться между людьми, Каваока и его группа изменили ген гемагглютинина (НА), который производит белок, используемый вирусом для сцепления с клетками-носителями. Из-за того, что вирусы гриппа в дикой природе часто получают новые свойства благодаря обмену генами, исследователи совместили этот ген с семью другими вирусами широкого распространения, штаммами H1N1, который был причиной пандемии в 2009 году.

Каваока заметил, что гибридный вирус может распространяться между хорьками, которые сидят в разных клетках уже после четырех мутаций. Три из них помогали протеину «НА» сцепляться с рецепторными молекулами клеток млекопитающих, а четвертая стабилизировала белок. «Перед тем, как начать эксперимент, мы знали, что этот рецептор особенно важен, – говорит Каваока. – Однако мы не знали, что может понадобиться».

Вызывает беспокойство тот факт, что некоторые штаммы H5N1 Ближнего Востока уже распознают рецепторы человеческих клеток. В работе Каваока предполагается, что это может быть лишь одна из стабилизирующих мутаций, однако она еще не дает возможность свободного распространения между людьми. Открытие того, что «не должно быть стабильным, чтобы распространяться воздухом между млекопитающими» – ключевое, говорит вирусолог гриппа Венди Барклей из Имперского колледжа в Лондоне.

Вирусы H5N1 любят прикрепляться к протеинам, содержащим Siaα2, 3Gal, найденные на поверхности клеток птиц. С другой стороны, внешняя поверхность человеческих клеток покрыта рецепторами, которые содержат Siaα2, 6Gal, имеющие немного иную форму. Для того чтобы увидеть, сможет ли H5N1 изменится таким образом, чтобы распознать рецепторы человеческого типа, группа Каваока заставляла клетку к случайным мутациям протеина НА. С 2,1 млн. различных полученных штаммов, только один смог распознать рецепторы человека вместо птичьих. Этот мутант содержал 4 аминокислотные отличия, необходимые для новой специфики: во-первых, глютамин заменился на лейцин (Q226L) и, во-вторых, аспарагин заменился на лизин (N224K).

Далее, Каваока смешал мутировавший ген НА с семью другими из пандемического штамма 2009 года, H1N1. Такой гибрид вируса может возникнуть естественным путем.

Новое приложение позволило вирусу свободно распространяться между хорьками в начале. После того, как исследователи заразили животных штаммом, который перенес три мутации, вирус мог заразить другое животное в соседней клетке воздушно-капельным путем.

Поделиться с друзьями:

Также интересно:


Вы можете следить за обсуждением этой записи с помощью RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий, или trackback с вашего сайта.
Оставить комментарий