6 марта 2013

Изменение стабильности поверхности молекулы в кислой среде, допущенное мутацией, инфицирует млекопитающих вирусом H5N1

Изменение стабильности поверхности молекулы в кислой среде, допущенное мутацией, инфицирует млекопитающих вирусом H5N1

Отдельная мутация в вирусе птичьего гриппа H5N1, которая воздействует на pH, при которой активизируется поверхностный белок гемагглютинин, одновременно снижает свою способность к заражению уток и усиливает его способность к росту у мышей. Таковы данные исследования, опубликованного в печати в журнале «Вирусология».

«Знание факторов и маркеров, которые управляют эффективным ростом вируса в одном биологическом виде организмов, одна ткань или клеточная культура, сравниваемая с другой имеют фундаментальное значение в инфекционной вирусной болезни», — говорит один из авторов исследования Чарльз Дж. Рассел из детского исследовательского госпиталя Сент-Джуда, в Мемфисе, штат Теннесси. «Весьма существенно для нас идентифицировать вирус гриппа, имеющий увеличенный потенциал к переходу среди биологических видов, чтобы помочь нам принять решения по уничтожению животных, или изоляции людей. Это же знание поможет нам идентифицировать цели, чтобы создать новые препараты, которые остановят вирус… и создать вакцины».

Различные вирусы гриппа распространяются во всем мире среди диких птиц, но к счастью, немногие получают способность передачи людям. Однако, те из них, которые обладают такой способностью, и затем могут распространяться эффективно от человека к человеку, вызывают общие эпидемии, такие как печально известная пандемия 1918 года, которая заразила одну пятую населения и вызвала гибель около 2,7 процента населения в мире. Случайно, один из этих вирусов, становится, исключительно смертелен. Например, вирус H5N1 уничтожил более половины людей, которых он заразил. Призрачное видение такого вируса, действительно становящегося легко передаваемым среди людей, пугает специалистов здравоохранения. Но понимание механизмов передачи может помочь микробиологам найти способы смягчить глобальные эпидемии.

Когда вирусы гриппа заражают птиц, белок поверхности вируса гемагглютинин активизируется кислотой на пути попадания в клетку-хозяин, способствуя вторжению в эту клетку. В более ранней работе Рассел и сотрудники показали, что мутантная версия вируса гриппа H5N1 по имени K58I, которая сопротивляется кислотному активированию, теряет свою способность к заражению уток. Отмечая, что верхние дыхательные пути млекопитающих имеют более кислую среду, чем зараженные ткани птиц, они выдвинули корректную гипотезу, что мутация, делающая белок гемагглютинин устойчивым к действию кислоты, могла бы сделать вирус более заразным для млекопитающих.

В этом исследовании исследователи нашли, что K58I в носовых полостях мышей показывает во 100-крат лучший рост, чем дикий тип, и летален более чем на 50 процентов. Наоборот, мутантный вирус K58I был не в состоянии полностью вызвать гибель уток, зараженных исследователями, в то время как дикий тип уничтожил 66 процентов уток. «Отдельная мутация, которая подавляет рост H5N1 в организме уток, одновременно усиливает способность H5N1 к росту у мышей. Мы заключаем, что увеличенная устойчивость к кислотной инактивации помогает адаптировать вирус гриппа H5N1 к переходу из организма птиц в организм млекопитающих».

«Эти данные дают новую информацию о вирусных определяющих факторах вирулентности вируса гриппа и представляют дополнительное доказательство в поддержание идеи, что патогенез вируса гриппа H5N1 у птиц и млекопитающих связан с pH процесса гемагглютинин-активации антагонистическим способом», — пишет в передовице, предшествующей статье в журнале, Теренс С. Дермоди из Университета Вандербильта. «Более высокий оптимум pH процесса гемагглютинин-активации способствует вирулентности у птиц, тогда как более низкий оптимум pH способствует вирулентности у млекопитающих».

«Основываясь на этом и другом исследовании, наблюдение должно включать фенотипическое исследование гемагглютинин-активации в дополнение к секвенированию (определение последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах и аминокислот в белках)», — пишет Дермоди.

«Журнал тщательно осмысливал, опубликовать ли работу, потому что это усиливало проблему двойного использования вопроса исследования (DURC)», — пишет Дермоди. DURC определяется как исследование науки о жизни, которое основываясь на текущем понимании, как можно того приемлемо ожидать, предоставит познание, информацию, продукты или технологии, которые могут быть впоследствии неприемлемо применены, создав значительную угрозу с широкими потенциальными последствиями в здравоохранении и всеобщей безопасности, способными нанести вред сельскохозяйственным зерновым культурам и другим растениям, животным, окружающей среде, материальной части, или национальной безопасности. Однако, и Национальный Институт аллергии и инфекционных болезней и Институтский Комитет по биологической безопасности Сент-Джуда заключили, что исследование не подпадает под определение DURC. Решая исход дела, Дермоди сообщает, что «добавление ключевой мутации, упомянутой в статье Рассела, к другим мутациям, о которых ранее сообщалось, не приводило бы к возникновению еще более опасного вируса гриппа, чем H5N1».


Источник:
medicalnewstoday.com



Ксеноботы – первые роботы способные к воспроизведению

Ксеноботы, созданные искусственным интеллектом, открывают совершенно новую форму биологической самовоспроизведения, многообещающую для регенеративной медицины. Чтобы существовать, жизнь должна воспроизводиться. За миллиарды лет организмы развили множество способов размножения, от бутонизированных растений до половых животных и вторгшихся вирусов. Теперь ученые открыли совершенно новую форму биологического воспроизводства и применили свое открытие для создания первых в мире самовоспроизводящихся живых…

Как деменция связана с повышенным пульсом

Концепция анализа деменции снижения мозга Повышенная частота сердечных сокращений в покое в пожилом возрасте может быть независимым фактором риска деменции, согласно исследованию Каролинского института в Швеции, опубликованному в журнале Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association. Поскольку частоту сердечных сокращений в состоянии покоя легко измерить и ее можно снизить с помощью упражнений или…

Как бороться с потерей мышечной массы

Причины ослабления мышц С возрастом мы начинаем терять мышечную массу и функции. Когда это снижение является более обширным или быстрым, чем ожидалось, оно классифицируется как саркопения, распространенное состояние у пожилых людей, которое часто снижает качество их жизни и увеличивает риск падений и переломов костей. Исследователи из Каролинского института изучили, как различные факторы, такие как пол,…

Как выглядят живые бактерии

Изображения живых бактерий Исследователи UCL сделали самые четкие изображения живых бактерий, которые показали сложную архитектуру защитного слоя, который окружает многие бактерии и усложняет их уничтожение антибиотиками. Исследование, опубликованное сегодня (25 октября 2021 г.) в Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA и проведенное в сотрудничестве с учеными из Национальной физической лаборатории, Королевского…

Взгляд на то как клетки меняются в результате болезни

Новый «конвейер анализа изображений» дает ученым возможность быстро понять, как болезнь или травма изменили тело, вплоть до отдельной клетки. Он называется TDAExplore, который берет подробные изображения, полученные с помощью микроскопии, объединяет их с горячей областью математики, называемой топологией, которая дает представление о том, как устроены вещи, и аналитическую мощь искусственного интеллекта, чтобы дать, например, новый…