اكتشاف أداة يستخدمها مرض الهربس لتحويل الخلية المصابة إلى “مصنع فيروسات”

عندما تصيب الفيروسات خلية ما، فإنها تدخل النواة لاستخدام آليات مدمجة لنسخ جيناتها. ليس من السهل القيام بذلك – فاللب عبارة عن تكوين كثيف إلى حد ما. اكتشف العلماء ما هي “أداة القرصنة” التي يستخدمها فيروس الهربس البسيط في هذه الحالة.

يقول البروفيسور ليام هولت من مركز لانجون الطبي بجامعة نيويورك، وهو مؤلف رئيسي للدراسة: “إن الحالة الفيزيائية للنواة هي عائق أساسي يجب على الفيروس التغلب عليه للتكاثر. الفيروسات بارعة في التعامل مع الخلايا، ومن خلال تعلم حيلها نكتشف القوانين الأساسية لعلم الأحياء”.

بالنسبة للتجارب، نتائجها يمكن العثور عليها على الصفحات الخلية الجزيئيةتم اختيار فيروس الهربس البسيط من النوع 1 (HSV-1) لأنه أحد أكثر الأمراض المعدية شيوعًا، حيث يصيب 64% من السكان البالغين في العالم.

مصنع الفيروسات

للتكاثر، تحتاج الفيروسات إلى مساحة لبناء هياكل كبيرة نسبيًا تسمى المكثفات، وهي قطيرات كثيفة تركز الجزيئات. بالنسبة لفيروس HSV-1، تعمل المكثفات كمصانع مؤقتة يتم إنشاؤها داخل نواة الخلية المضيفة لإنتاج كميات كبيرة من الفيروسات. إذا كان هناك مساحة كافية، تندمج القطرات الصغيرة في القطرات الأكبر. ومن خلال التجمع في مكان واحد، يتم إطلاق ناقل التكاثر الفيروسي بكامل طاقته.

ووفقا للمؤلفين، فإن فيروس الهربس البسيط يحرر مساحة باستخدام عملية حيوية تنطوي على تغييرات هيكلية في النواة البشرية. سلاسل الحمض النووي هناك ملفوفة على ملفات البروتين – الهستونات، وكل هذا يقع داخل الكروماتين. في النواة الطبيعية، يتم إعاقة تكوين مصانع المكثفات الفيروسية بواسطة شبكة من الكروماتين، مثل محاولة نفخ بالون داخل شبكة صيد منسوجة بإحكام.

ومن المعروف من الدراسات السابقة أن الفيروس يقوم بإعداد نواة الخلية لتكاثر الفيروس باستخدام البروتين برنامج المقارنات الدولية4، التي تنضم إلى مجموعة “تفكيك الويب” لإعادة تشكيل البروتينات.

يُظهر العمل الجديد أن ICP4 نفسه يسبب زيادة في حركة الكروماتين. وبالتالي، إلى جانب النتائج السابقة، يمكن الافتراض أن تغيير خصائص النواة المصابة هو مهمتها الرئيسية.

كيف درسوا

لقياس الخواص الفيزيائية للنواة، تم تصميم الخلايا لإنتاج جسيمات بروتينية نانوية متوهجة، nucGEMs. وسجل الباحثون مقاطع فيديو تحت المجهر، لتتبع درجة حركة هذه الجزيئات كمقياس لكثافة البيئة النووية. عندما أصيبت الخلية بفيروس HSV-1، بدأت الجزيئات المضيئة الموجودة فيها تتحرك بشكل أكثر نشاطًا.

وفحص العلماء النتائج التي توصلوا إليها عن طريق حجب ICP4، وانخفض معدل تكوين النسخ الفيروسية الجديدة بمقدار أربعة أضعاف.

“نحن نعمل الآن على تأكيد الآلية التي يقوم ICP4 من خلالها بتسييل النواة. قد يعطينا هذا أهدافًا جديدة ومحددة للتصدي فعليًا لتكاثر الفيروس. نحن نتطلع أيضًا لمعرفة ما إذا كانت هذه الآلية تستخدم من قبل فيروسات أخرى تتكاثر في النواة، من فيروسات الحمض النووي المزدوج التي تسبب القوباء المنطقية إلى فيروسات الحمض النووي الريبي مثل الأنفلونزا والفيروسات القهقرية مثل فيروس نقص المناعة البشرية،” أوضحت خريجة جامعة نيويورك لانغون وهي الآن زميلة ما بعد الدكتوراه في جامعة فالنسيا نورا. هيرزوغ، المؤلف الأول للدراسة.