Remiantis nauju tyrimu, paskelbtu IN, šiaurės vakarų medicinos mokslininkai nustatė, kaip bendras virusas, susijęs su apsigimimais ir lėtinėmis ligomis, manipuliuoja jo šeimininko DNR Gamtos ryšiai.
Žmogaus citomegalovirusas (HCMV) yra dažnas virusas, užkrečiantis bet kokio amžiaus žmones. Remiantis Ligų kontrolės ir prevencijos centrų skaičiavimais, JAV beveik 1 iš 3 vaikų jau yra užkrėsti CMV iki 5 metų ir daugiau nei pusė suaugusiųjų buvo užkrėsti HCMV iki 40 metų. Nors daugumai HCMV sergančių žmonių nėra simptomų, virusas gali sukelti smegenis, kepenis, blužnį, plaučius ir augimo problemas.
„Žmogaus citomegalovirusas yra plačiai paplitęs virusas, susijęs su įgimtais apsigimimais ir keliomis kitomis rimtomis sąlygomis“,-teigė tyrimo vyresnysis autorius Derekas Walshas, Ph.D., mikrobiologijos imunologijos profesorius. „Jis taip pat turi labai neįprastą replikacijos ciklą, kuris trunka nuo 5 iki 10 dienų, per kurį jis plačiai rekonstruoja ląstelę.”
Norėdami geriau suprasti, kaip virusas keičia užkrėstas ląsteles, Walshas ir jo bendradarbiai panaudojo pažangiausias genomo priemones, kad sustiprintų, kaip HCMV manipuliuoja trimatė chromosomų organizacija. Vykdydami chromatino konformacijos gaudymą (HI-C) ir besiformuojančią transkriptomiką, jie sužinojo, kad virusas sukelia plačiai paplitusią chromatino sąveikos ir skyrių susidarymą, kartu sukelia nenormalią genų ekspresiją.
Šis rekonstravimas apima naujo mikrotubulų organizavimo centro, kuris suka branduolį, sukūrimą, rašoma tyrime.
„Atlikdami ankstesnius tyrimus, mes nustatėme, kad virusas tai daro erdviškai atskirti šeimininko chromatiną nuo virusinių DNR replikacijos centrų“, – teigė Walshas. „Bet mes vis dar nežinojome, kas vyksta genetiniu lygmeniu.”
Toliau mokslininkai išanalizavo viruso elgesį kultūrinėse žmogaus ląstelėse po infekcijos. Celeste Rosencrance vadovaujama „Driskill“ mokslo programos „Life Sciences“ (DGP) studentas, kuris buvo pirmasis tyrimo autorius, analizė nustatė, kad virusas nori atkartoti euchromatiniuose regionuose – genomo, kuris yra mažiau tankiai supakuotas ir transkripliau aktyvus.
„Mikrotubulų traukimo jėgos padeda ištraukti tankesnį chromatiną iš būdo optimizuoti, kaip virusas sukuria branduolinės replikacijos erdves“, – teigė Walshas.
Nors atrodo, kad šios mechaninės jėgos neturi įtakos platesniam chromatino ar transkripcijos kontrolės sutrikimui, jos reguliuoja mažesnio masto sąveiką-būtent tai, kaip virusinė DNR sąveikauja su šeimininko chromatinu.
Naujos įžvalgos ne tik pagilina mokslinį supratimą apie HCMV poveikį ląstelių architektūrai ir genų ekspresijai, bet ir atveria naujas antivirusinių strategijų, skirtų viruso gebėjimui fiziškai ir genetiškai perrišti šeimininko ląsteles, galimybes.
„Žmonės dažnai nemano, kad branduolys yra tarsi priekis“, – teigė Walshas. „Kaip didžiausia ląstelės organelė, tai yra pagrindinė kliūtis ląstelių migracijai. Mes žinome, kad virusas išskirtinai manipuliuoja šiais procesais.”
Žvelgiant į ateitį, Walsho laboratorijoje bus tiriama, kaip mikrotubulų mechanika prisideda prie branduolinio judėjimo vėlesniais infekcijos etapais, kai ląstelės pradeda migruoti.