Ludzki cytomegalowirus reperuje własne, uszkodzone DNA wyłącznie za pomocą białek gospodarza.

Ed Yong

Ludzkie komórki potrafią naprawić uszkodzone DNA na kilka sposobów, jednak zaatakowane przez Cytomegalowirus (HCMV) nie mogą się uciec do żadnego z nich. Badacze z University of Idaho odkryli, że ten wirus może wykorzystać białka naprawcze gospodarza do usuwania uszkodzeń tylko genomu wirusa, nie gospodarza.

Cytomegalowirus

Cytomegalowirus

Ta grafika została utworzona przez pracownika Centrum Zwalczania i Zapobiegania Chorób będącego częścią Ministerstwa Zdrowia i Usług Społecznych podczas wykonywania czynności służbowych. Jako utwór Rządu Federalnego Stanów Zjednoczonych, grafika ta znajduje się w domenie publicznej.

Źródło: wikipedia.org

“Jeśli wirus zaprzęgnie system naprawczy dla swojego własnego dobra, zdolność do samonaprawy komórki może być zablokowana” mówi Lee Fortunato z the University of Idaho, która kierowała nowymi badaniami, opublikowanymi 29 listopada w PLOS Pathogens . Dokładnie takie wyniki otrzymał jej zespół.

HCMV potrafi uszkodzić DNA gospodarza przez przerwanie obu nici podwójnej helisy w określonym miejscu. Komórka odpowiada mobilizacją białek naprawczych, ale większość napraw nigdy nie jest ukończona.

Dzieje się tak częściowo dlatego, co Fortunato wykazała we wcześniejszych pracach, że HCMV rekwiruje trochę białek naprawczych dla swoich centrów replikacji (duże struktury w jądrze gospodarza, gdzie wirus się namnaża). „Zaczęłam się zastanawiać, czy wirus zabierał to czego potrzebował dla własnych celów, być może zostawiając genom gospodarza wrażliwym” mówi.

Do przetestowania tego założenia zespół Fortunato wystawił zakażone komórki skóry na promieniowanie ultrafioletowe (UV), by wywołać uszkodzenia DNA. Promieniowanie UV powoduje łączenie sąsiadujących tymin w dimery, które potem są wycinane i zastępowane mechanizmem zwanym naprawa przez wycinanie nukleotydu (NER). Używając przeciwciał, które wykrywają połączone zasady, zespół wykazał, że zniknęły one z centrów replikacji po jednym dniu, ale wciąż były obecne w pozostałych regionach jądra komórki, gdzie znajduje się DNA gospodarza.

NER

Naprawa przez wycinanie nukleotydu

Ten plik był opublikowany w czasopiśmie z Public Library of Science. PLOS na swojej stronie internetowej oświadcza, że treść wszystkich czasopism PLOS jest publikowana na zasadach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 2.5.

Źródło: wikipedia.org

Badacze użyli również DNA z zakażonych komórek do elektroforezy, by oddzielić duże, w pełni naprawione fragment od małych, wciąż uszkodzonych. Żele potraktowano fluoryzującymi cząsteczkami, które rozpoznają DNA wirusa i gospodarza i święcą w różnych kolorach. Bez wątpliwości wirusowe DNA było efektywnie naprawione, a DNA gospodarza nie.

“Nasze badania są obecnie jedynymi, które badały osobno genom wirusa i gospodarza” mówi Fortunato. „Jeślibyśmy spojrzeli na całość DNA tych komórek, stwierdzilibyśmy, że NER był osłabiony w komórkach zarażonych HCMV (co jest prawdą dla genomu gospodarza, ale nie dla wirusa).”

“[wyniki] sugerują, że genom wirusa prawdopodobnie jest łatwiejszy w naprawie” mówi Matt Weitzman, wirolog z University of Pennsylvania, który nie był zaangażowany w badania. Jednak, jak dodaje „mechanizm, który to powoduje musi być określony.” Fortunato podejrzewa, że białka wirusa mogą oddziaływać z białkami naprawczymi gospodarza i aktywnie kierować je do centrów replikacji. „Mam nadzieję, że będziemy mogli znaleźć wirusowe białka odpowiedzialne za przejmowanie mechanizmu naprawczego w zarażonych komórkach” mówi Fortunato. Wyprodukowanie leków, które blokują te proteiny może umożliwić zarażonym komórkom sprawniej naprawić genom, co może być przydatne dla ludzi z upośledzonym systemem immunologicznym.

Niezależnie od mechanizmu wyniki mogą pomóc wyjaśnić jedną z bardziej nieprzyjemnych konsekwencji infekcji HCMV – uszkodzenia płodu. Mimo że większość dorosłych Amerykanów była zakażona HCMV, zazwyczaj objawia się to niczym ponad lekkie przeziębienie, chyba, że mają osłabiony system odporności. Jednak, gdy wirus zarazi kobietę w ciąży, może przez łożysko dotrzeć do płodu. Około 1 procenta płodów zostaje zakażonych w ten sposób, 10 do 25 procent z nich doświadcza chorób neurologicznych, takich jak małogłowie (mikrocefalia) i problemy ze słuchem i wzrokiem.

Fortunato podejrzewa, że zdolność HCMV do uszkadzania DNA, równocześnie z uniemożliwieniem komórce jego naprawy, może być przyczyną tych defektów noworodków. Uszkodzone komórki płodu, które nie zostały zabite przez wirusa „mogą nie funkcjonować poprawnie w rozwijającym się mózgu, nie zajmować przypisanych im miejsc, czy też nie oddziaływać prawidłowo z sąsiednimi komórkami” dodaje. Ponieważ płód ma bardzo mało komórek, problemy wywołane w którejkolwiek z nich, mogą mieć poważne konsekwencje.

Artukuł jest tłumaczeniem, źródło:


http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/33490/title/Virus-Monopolizes-Host-s-Repairmen/