Viruslarla ayaqlaşmaq çətindir. Onlar sürətlə inkişaf edir və mütəmadi olaraq ev sahiblərini yoluxdurmağa kömək edən yeni zülallar inkişaf etdirirlər. Bu sürətli dəyişikliklər o deməkdir ki, tədqiqatçılar hələ də çoxlu sayda viral zülalları və onların virusların yoluxdurma qabiliyyətini necə artırdığını başa düşməyə çalışırlar – yeni və ya daha yaxşı virusla mübarizə üsullarının hazırlanması üçün həlledici ola biləcək biliklər.

İndi, Gladstone İnstitutunun və İnnovativ Genomika İnstitutunun elmlər namizədi Cennifer Doudnanın rəhbərlik etdiyi bir qrup alim qrupu təxminən 70.000 virus zülalının üçölçülü formalarını proqnozlaşdırmaq üçün hesablama alətlərindən istifadə edib.

Tədqiqatçılar 3D formaları funksiyaları artıq məlum olan zülalların strukturlarına uyğunlaşdırıblar. Zülalın strukturu onun bioloji funksiyasına birbaşa töhfə verdiyi üçün onların araşdırması bu az tanınan zülalların tam olaraq nə etdiyinə dair yeni anlayışlar təmin edir.

Tədqiqatçılar “Nature” jurnalında dərc etdikləri digər tapıntılar arasında virusların immunitet sistemlərindən yayınması üçün güclü üsul kəşf ediblər. Əslində, onlar tapdılar ki, bakteriya yoluxduran viruslar və daha yüksək orqanizmləri, o cümlədən insanları yoluxduranlar, ev sahibinin immun müdafiəsindən yayınmaq üçün oxşar, qədim mexanizmə malikdirlər.

“Pandemiya potensialı olan viruslar ortaya çıxdıqca, onların insan hüceyrələri ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olacağını müəyyən etmək vacibdir ” dedi, eyni zamanda UC Berkeley professoru və Howard Hughes Tibb İnstitutunun müstəntiqi olan Doudna. “Yeni araşdırmamız bu yeni ortaya çıxan virusların nə edə biləcəyini proqnozlaşdırmaq üçün bir vasitə təqdim edir.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1724790670&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-08-3d-viral-proteins-previously-unknown.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI3LjAuNjUzMy4xMjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNy4wLjY1MzMuMTIwIl1dLDBd&dt=1724753760504&bpp=1&bdt=4174&idt=497&shv=r20240822&mjsv=m202408210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D6bf3eefe49031f83%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724790540%3AS%3DALNI_MacAfAOJA8VyURIyKJCZKOtEk96_Q&eo_id_str=ID%3D253fe466b124068d%3AT%3D1721367059%3ART%3D1724790540%3AS%3DAA-Afja3CR3UFVWEVuVSmzApOeu3&prev_fmts=0x0%2C1519x695&nras=2&correlator=8610400537010&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=1824&biw=1519&bih=695&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759842%2C31086225%2C44798934%2C95334830%2C95338226&oid=2&pvsid=2149398003670458&tmod=451191812&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Flatest-news%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C695&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV8xIiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Formaya qarşı ardıcıllıq

Tipik olaraq, bir zülalın funksiyasını anlamaq üçün tədqiqatçılar onun amin turşusu “tikinti bloklarının” fərqli ardıcıllığı ilə məlum funksiyaları olan digər zülalların amin turşusu ardıcıllığı arasında oxşarlıqlar axtaracaqlar. Bununla belə, viruslar çox sürətlə təkamülləşdiyinə görə, bir çox viral zülalların məlum zülallarla güclü oxşarlıqları yoxdur.

Yenə də, çox oxşar strukturların qurulması üçün müxtəlif tikinti bloklarının birləşməsindən istifadə oluna biləcəyi kimi, müxtəlif ardıcıllığa malik zülallar da 3D formaları paylaşa və oxşar bioloji rol oynaya bilər.

Gladstonedakı Doudna laboratoriyasında postdoktoral alim və tədqiqatın ilk müəllifi Ceyson Nomburq deyir: “Biz zülal formaları arasındakı oxşarlıqları viral zülalların funksiyasını təyin etmək üçün perspektivli alternativ kimi nəzərdən keçirdik”. “Biz soruşduq: Zülal strukturlarından nə öyrənə bilərik ki, yalnız ardıcıllığı nəzərdən keçirərkən əldən verə bilərik?”

Bu suala cavab vermək üçün komanda amin turşusu ardıcıllığına əsaslanaraq zülalın 3D formasını proqnozlaşdıran AlphaFold adlı açıq girişli tədqiqat platformasına müraciət edib. Onlar eukariotları (hüceyrələrinin nüvəsində DNT olan bitkilər, heyvanlar və insanlar da daxil olmaqla) yoluxduran 4500-ə yaxın virus növündən 67.715 zülalın formasını proqnozlaşdırmaq üçün AlphaFold-dan istifadə ediblər. Daha sonra, dərin öyrənmə vasitəsindən istifadə edərək, proqnozlaşdırılan strukturları digər virusların məlum zülalları ilə, eləcə də eukariotların qeyri-viral zülalları ilə müqayisə etdilər.

Nomburq deyir: “Bu, bizə zülal strukturlarını dəqiq və tez proqnozlaşdırmağa və müqayisə etməyə imkan verən bu tip hesablama alətlərində son irəliləyişlər olmadan mümkün olmazdı”.

Gözlənilməz əlaqələr

Komanda yeni proqnozlaşdırılan zülal formalarının 38 faizinin əvvəllər məlum olan zülallarla uyğunlaşdığını və onlar arasında əsas əlaqələr tapdığını aşkar etdi.

Məsələn, yeni proqnozlaşdırılan strukturların bəziləri mononükleoz və suçiçəyi törədənlər də daxil olmaqla, insan herpes viruslarında tapılan “UL43 kimi zülallar” qrupuna aiddir.

Nomburq deyir: “Bu yeni virus zülalları, DNT və RNT-nin tikinti bloklarını membranlar arasında daşımağa kömək edən məməlilərin hüceyrələrində məlum olan qeyri-viral zülallara heyrətamiz dərəcədə bənzəyir “. “Bu işə başlamazdan əvvəl bu zülalların daşıyıcı kimi fəaliyyət göstərə biləcəyini bilmirdik.”

Komanda həmçinin yeni proqnozlaşdırılan viral protein strukturları ilə digər virus zülallarının strukturları arasında uyğunluqlar tapıb . Ən əsası, təhlil heyvanlara yoluxan viruslar və bakteriyaları yoluxduran faglar kimi tanınan viruslar arasında geniş şəkildə paylaşılan ev sahibinin immun müdafiəsindən yayınma strategiyasını ortaya qoydu. Görünür, bu mexanizm təkamül zamanı qorunub saxlanılmışdır.

Nomburq deyir: “Bu, çox həyəcan verici bir sahəyə çevrilir, çünki insanlar da daxil olmaqla, mürəkkəb orqanizmlərin fitri toxunulmazlığının bakteriyalarda bir çox müxtəlif növ fitri immunitetə ​​bənzədiyinə dair artan sübutlar var”. “Biz bu təkamül əlaqələrini daha dərindən araşdıracağıq, çünki hüceyrələrimizin viruslara necə reaksiya verdiyini daha yaxşı başa düşmək virusa qarşı müdafiəni gücləndirmək üçün yeni yanaşmalara səbəb ola bilər.”

Bu arada, komanda 70.000 yeni proqnozlaşdırılan viral protein strukturunu, eləcə də onların yeni analizlərindən əldə edilən məlumatları ictimaiyyətə açıqlayıb. Bu resurslar digər tədqiqatçılara zülallar arasında əlavə struktur əlaqələri kəşf etmək imkanlarını təmin edə bilər ki, bu da virusların sahibləri ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olması barədə bilikləri dərinləşdirir.

“Xəstəliklə mübarizə nöqteyi-nəzərindən bu iş maraqlıdır, çünki o, geniş təsirli antiviral müalicələrin layihələndirilməsi üçün yeni mümkün yanaşmaları vurğulayır” dedi Doudna. “Məsələn, virusların toxunulmazlıqdan yayınması üçün ümumi, qorunmuş yolların tapılması eyni anda bir çox fərqli virusa qarşı təsirli olan güclü antiviral dərmanlara səbəb ola bilər.”

Daha çox məlumat: Jason Nomburg et al, Viromda protein qıvrımlarının doğulması və funksiyaları, Təbiət (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07809-y

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Gladstone İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir