HIV: Ο ιατρικός ερευνητής του πανεπιστημίου της Νέας Ουαλίας UNSW Dr. David Jacques και η ομάδα του ανακάλυψαν πώς ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV) διασπά τον κυτταρικό πυρήνα για να δημιουργήσει μόλυνση, ένα εύρημα που έχει επιπτώσεις πέρα από τη βιολογία του HIV. Για να μολύνει κύτταρα, ο HIV πρέπει να εισέλθει στο κύτταρο στόχο και να φτάσει στον πυρήνα στο κέντρο του κυττάρου, όπου μπορούν να παραχθούν αρκετά αντίγραφα του γενετικού του κώδικα για να μολύνουν άλλα κύτταρα.
Για την ασφαλή ολοκλήρωση αυτής της αναζήτησης, ο ιός κατασκευάζει ένα προστατευτικό πρωτεϊνικό κάλυμμα – ένα καψίδιο – για να προστατευτεί από τις ανοσοποιητικές άμυνες του ξενιστή που είναι σχεδιασμένες να το καταστρέψουν. Μέχρι τώρα, παρέμενε μυστήριο πώς ακριβώς ολόκληρο το καψίδιο κινείται μέσα από τους πόρους που είναι ενσωματωμένοι στο πυρηνικό περίβλημα για να εισέλθει στον πυρήνα. Αλλά η νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature αποκαλύπτει πώς το καψίδιο του HIV εισέρχεται στο κανάλι φραγμού των πυρηνικών πόρων. Περιορισμένη πρόσβαση «Το σύμπλεγμα πυρηνικών πόρων αποτελείται από έναν συνδυασμό πρωτεϊνών», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Δρ Ζακ της Σχολής Βιοϊατρικών Επιστημών του πανεπιστημίου UNSW. “Ενώ μικρά μόρια περνούν μέσα και έξω από τον πυρήνα μέσω του συμπλέγματος πυρηνικών πόρων, η κυκλοφορία είναι περιορισμένη για ογκώδες φορτίο. Οι μεγαλύτερες πρωτεΐνες πρέπει να συνδέονται με πυρηνικούς μεταφορείς – πρωτεΐνες συνοδών – που τις μεταφέρουν μέσα από την πολυστρωματική μοριακή πύλη.” Το καψίδιο του HIV, παρόλο που είναι χίλιες φορές μεγαλύτερο από το μέγεθος των μορίων που φιλτράρουν μέσα από τα στρώματα φραγμού, θα μπορούσε να περάσει στα κανάλια πυρηνικής μεταφοράς χωρίς συνοδούς, έδειξε η ομάδα του Δρ Ζακ. Οι πρωτεΐνες chaperone – που ονομάζονται επίσης καρυοφερίνες – εμπλέκονται με τις πρωτεΐνες στη μέση του συμπλέγματος πυρηνικών πόρων με τρόπο που τους επιτρέπει να κινούνται με το ωφέλιμο φορτίο τους σε κάθε διαδοχικό στρώμα της μοριακής πύλης. Ογκώδεις δομές χωρίς συνοδούς εξαιρούνται από αυτήν την πύλη επειδή δεν μπορούν να συνδεθούν με τις πρωτεΐνες του φύλακα στον πυρηνικό πόρο. Ο HIV χρησιμοποιεί «μυστική χειραψία» για να μπει Το καψίδιο του HIV, ωστόσο, έχει εξελιχθεί για να αλληλεπιδρά με τις πρωτεΐνες φραγμού με τον ίδιο τρόπο όπως οι πρωτεΐνες συνοδού του ξενιστή. “Μία από τις θεωρίες στο πεδίο είναι ότι ο HIV παρασύρει έναν συνοδό ξενιστή για να αποκτήσει πρόσβαση στον πυρήνα. Αλλά τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ο HIV δεν χρειάζεται έναν συνοδό επειδή είναι ο συνοδός του. Είναι σαν το ιικό καψίδιο να έχει μάθει το μυστικό να επιτρέπεται η χειραψία σε μια απαγορευμένη περιοχή μιμούμενο τους συνοδούς», είπε ο Δρ Ζακ. “Οι άνθρωποι έκαναν υποθέσεις σχετικά με το πώς το καψίδιο θα μπορούσε να ξεπεράσει το επιλεκτικό φράγμα. Η δουλειά μας αρχίζει πραγματικά να το αντιμετωπίζει άμεσα και για μένα αυτό είναι συναρπαστικό”, δήλωσε η Δρ Κλερ Ντίκσον, συν-πρώτη συγγραφέας της μελέτης.
Οι ανακαλύψεις έγιναν εφικτές με μια μέθοδο ενός μορίου που αναπτύχθηκε προηγουμένως από την ομάδα που τους επέτρεπε να εξετάζουν συστηματικά τις πρωτεΐνες του συμπλέγματος πυρηνικών πόρων για να εντοπίσουν εκείνες που αλληλεπιδρούν με το άθικτο καψίδιο HIV. Ο Dr. Jacques είναι ιδιαίτερα ενθουσιασμένος που συγκεντρώνει τη συλλογική τεχνογνωσία της διεπιστημονικής του ομάδας στην Αυστραλία και το Ηνωμένο Βασίλειο, και την κρίσιμη υποδομή που είναι διαθέσιμη στο πανεπιστήμιο UNSW. «Ο μόνος τρόπος που καταφέραμε να παραδώσουμε αυτό το έργο ήταν χρησιμοποιώντας το Αναλυτικό Κέντρο Mark Wainwright του πανεπιστημίου UNSW και την τεχνογνωσία που έφερε σε επαφή με το εύρος των διαφορετικών τεχνολογιών και μεθόδων που χρειαζόμασταν, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής πρωτεϊνών, της δομικής βιολογίας, της απεικόνισης υπερ-ανάλυσης και ηλεκτρονικό μικροσκόπιο», είπε. «Είμαι πραγματικά περήφανος που μπορώ να ξεπεράσω μερικές σημαντικές προκλήσεις με αυτό το έργο, να κάνω σημαντικό αντίκτυπο στον τομέα της έρευνας για τον HIV βοηθώντας στην καλύτερη κατανόηση αυτής της διαδικασίας» δήλωσε η συν-πρωτογράφος Δρ. Sophie Hertel. Ευρύτερες επιπτώσεις Η μοριακή κατανόηση που αποκτήθηκε σε αυτή τη μελέτη σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις ξενιστή-παθογόνου, πιστεύουν οι συγγραφείς, υπερβαίνει την αποκάλυψη λεπτομερειών του κύκλου ζωής του HIV. Αυτή η μηχανιστική γνώση μπορεί επίσης να αξιοποιηθεί για άλλες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της γονιδιακής θεραπείας. “Ο ιός HIV είναι ένα από τα πιο μελετημένα παθογόνα, αλλά έχουμε ακόμη τόσα πολλά που μπορούμε να μάθουμε από αυτόν. Υπάρχει κάτι ιδιαίτερο για τον HIV: μπορεί να διεισδύσει στον πυρήνα χωρίς να τον βλάψει ή να χρειαστεί να περιμένει να διαιρεθεί το κύτταρο όπως άλλοι ιοί. Οι παρατηρήσεις μας μάς δίνουν μια εικόνα που μας επιτρέπει να σκεφτούμε πώς μεταφέρουμε φορτίο στον πυρήνα», είπε ο Δρ Ζακ.
