Геном ВИЧ обрел форму

Ученым впервые удалось определить точную форму молекул, при помощи которых вирус СПИДа передает свою генетическую информацию. Это открытие позволит медикам более успешно противодействовать заражению клеток.

Речь в данном случае идет о форме молекул РНК, хранящих вирусные гены. Ученые давно знали, какая именно последовательность нуклеотидов образует молекулу РНК. Но неясным оставалось то, как эта длинная цепочка уложена в пространстве. Физическая форма молекулы определяет многие ее свойства, поэтому для помощи иммунитету организма в его противодействии вирусам важно было обладать такой информацией. Исследователя из Университета Северной Каролины удалось получить как раз такую информацию.

Петли и кольца

Молекула РНК – это длинная нить из так называемых нуклеотидов, небольших органических молекул четырех разных типов.

Прежде всего, последовательность задает порядок сборки белка. Молекула белка тоже является цепочкой (только из аминокислот), и каждые три нуклеотида кодируют одну аминокислоту. Участок РНК, кодирующий один белок, называется геном, и у ВИЧ ученые определили девять генов. Все они прочитаны, то есть последовательность нуклеотидов определена, как известно и то, чем отличаются гены ВИЧ разных типов.

От последовательности РНК зависит не только структура кодируемого ею белка, но и форма самой РНК. Некоторые нуклеотиды могут притягиваться друг к другу и даже слипаться вместе – тогда цепочка сворачивается в петли и образует кольца. А эти петли и кольца, в свою очередь, влияют на то, как считывается генетическая информация, как модифицируются уже собранные белки и как происходит размножение вируса.

Результат

К своей статье в журнале Nature исследователи из Университета Северной Каролины (США) приложили карту, отображающую форму молекулы вирусной РНК. Как можно заметить, она довольно запутана и изобилует всевозможными петлями и кольцами, причем в некоторых случаях на одной петле можно найти другие.

Работу молекулярных биологов усложняло то, что в реальности, конечно, РНК вовсе не разложена на плоскости. Внутри вируса молекула «упакована» в плотный трехмерный клубок, а методы, позволяющие выяснить его структуру, появились совсем недавно. Теоретически, конечно, можно было попытаться восстановить форму молекулы по ее составу (последовательности нуклеотидов): но на практике, увы, это невозможно из-за слишком сложного взаимодействия участков РНК друг с другом.

Последствия

Точное знание структуры (не последовательности нуклеотидов, а именно общей формы молекулы в целом) позволит заметно продвинуться в исследовании болезни. Кое-какие предварительные выводы уже сделаны. Например, длинные прямолинейные участки, по всей видимости, наиболее подвержены мутациям и именно там, скорее всего, происходят изменения. Ученые надеются использовать это знание для создания более эффективных противовирусных средств.