Νέα έρευνα στο UC Riverside αποκάλυψε την αχίλλειο πτέρνα της COVID – την εξάρτησή της από βασικές ανθρώπινες πρωτεΐνες για την αναπαραγωγή της – η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αποτρέψει τον ιό να αρρωστήσει τους ανθρώπους. Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Viruses, η ερευνητική ομάδα του UCR περιγράφει μια σημαντική ανακάλυψη. Η πρωτεΐνη της COVID που επιτρέπει στον ιό να δημιουργεί αντίγραφα του εαυτού του, που ονομάζεται N, απαιτεί τη βοήθεια των ανθρώπινων κυττάρων για να εκτελέσει τη δουλειά της.
Οι γενετικές οδηγίες στα κύτταρά μας μεταγράφονται από το DNA στο αγγελιοφόρο RNA και στη συνέχεια μεταφράζονται σε πρωτεΐνες που επιτρέπουν λειτουργίες όπως η ανάπτυξη και η επικοινωνία με άλλα κύτταρα. Μετά από αυτό το μεταφραστικό γεγονός, οι πρωτεΐνες συχνά χρειάζονται πρόσθετες τροποποιήσεις από τα ένζυμα. Αυτές οι λεγόμενες μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις διασφαλίζουν ότι οι πρωτεΐνες είναι μοναδικά κατάλληλες για την εκτέλεση των προβλεπόμενων εργασιών τους.
Η COVID εκμεταλλεύεται μια ανθρώπινη διαδικασία μετά τη μετάφραση που ονομάζεται SUMOylation, η οποία κατευθύνει την πρωτεΐνη Ν του ιού στη σωστή θέση για τη συσκευασία του γονιδιώματός του μετά τη μόλυνση των ανθρώπινων κυττάρων. Μόλις βρεθεί στη σωστή θέση, η πρωτεΐνη μπορεί να αρχίσει να βάζει αντίγραφα των γονιδίων της σε νέα μολυσματικά σωματίδια ιού, να εισβάλει σε περισσότερα από τα κύτταρά μας και να μας κάνει πιο άρρωστους.
«Σε λάθος τοποθεσία, ο ιός δεν μπορεί να μας μολύνει», δήλωσε ο Quanqing Zhang, συν-συγγραφέας της νέας μελέτης και διευθυντής του βασικού εργαστηρίου πρωτεωμικής στο Ινστιτούτο Ολοκληρωμένης Βιολογίας Γονιδιώματος του UCR. Πρωτεομική είναι η μελέτη όλων των πρωτεϊνών που παράγει ένας οργανισμός, πώς τροποποιούνται από άλλα ένζυμα και τους ρόλους που παίζουν σε έναν ζωντανό οργανισμό. “Εάν κάποιος κολλήσει μια λοίμωξη, ίσως μια από τις πρωτεΐνες του/της θα εμφανιστεί διαφορετικά από ό,τι ήταν πριν. Αυτό είναι που ψάχνουμε στις εγκαταστάσεις μας”, είπε ο Zhang.
Σε αυτήν την περίπτωση, η ομάδα σχεδίασε και διεξήγαγε πειράματα που κατέστησαν εύκολα ορατές τις μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις των πρωτεϊνών COVID. «Χρησιμοποιήσαμε φθορίζουσα λάμψη για να μας δείξουμε πού αλληλεπιδρά ο ιός με ανθρώπινες πρωτεΐνες και δημιουργεί νέα ιοσωμάτια—μολυσματικά ιικά σωματίδια», δήλωσε ο καθηγητής βιομηχανικής UCR και αντίστοιχος συγγραφέας της εργασίας Jiayu Liao. «Αυτή η μέθοδος είναι πιο ευαίσθητη από άλλες τεχνικές και μας δίνει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα όλων των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των πρωτεϊνών του ανθρώπου και του ιού», είπε.
Χρησιμοποιώντας παρόμοιες μεθόδους, η ομάδα βιομηχανικής ανακάλυψε προηγουμένως ότι οι δύο πιο συνηθισμένοι τύποι ιού γρίπης, η Γρίπη Α και η Γρίπη Β, απαιτούν την ίδια μετα-μεταφραστική τροποποίηση SUMOylation προκειμένου να αναπαραχθούν. Αυτό το έγγραφο δείχνει ότι η COVID εξαρτάται από τις πρωτεΐνες SUMOylation, όπως ακριβώς συμβαίνει και με τη γρίπη. Ο αποκλεισμός της πρόσβασης στις ανθρώπινες πρωτεΐνες θα επέτρεπε στο ανοσοποιητικό μας σύστημα να σκοτώσει τον ιό.