Tisková zpráva vědecko-výzkumného institutu CEITEC Masarykovy univerzity

Jak se chová včelí virus při infikování hostitelské buňky? Jako vytahování vzkazu z lahve, nebo otevírání vajíčka s překvapením?

Karel Škubník a jeho vědečtí kolegové, pod vedením strukturního virologa Pavla Plevky z vědecko-výzkumného institutu CEITEC Masarykovy univerzity, objevili nové poznatky týkající se mechanismu uvolnění genomu včelích virů. Vyvrátili tak dosavadní představy o chování včelích virů při infikování hostitelských buněk. K tomuto pozoruhodnému závěru se vědci dobrali pomocí metod kryo-elektronové mikroskopie a proteinových simulací, které provedla výzkumná skupina Roberta Váchy. Výsledky jejich výzkumu byly 1.1. 2021 publikovány v mezinárodním vědeckém časopise Science Advances.

Karel Škubník

Za posledních sedmdesát let došlo k významnému poklesu populace včely medonosné v Severní Americe a Evropě. Včelí viry, které jsou hlavní příčinou kolapsu včelstev, jsou buněční parazité skládající se z genomu nesoucího genetickou informaci a proteinového obalu.

Expandovaná virová částice před prasknutím proteinového obaluVirus si můžeme představit jako lahev se vzkazem. Životní cyklus viru je velmi podobný právě posílaní zpráv pomocí lahve. Vzkaz, v tomto případě genetická informace viru, je nejdříve umístěn do lahve, tedy proteinového obalu, která ho chrání před vnějšími vlivy. Jakmile se genetická informace zabalená v proteinovém obalu dostane na místo určení, což představuje buňka, tak je nutné, aby se vzkaz dostal co nejrychleji z obalu ven a mohl být buňkou přečten. Právě uvolnění genomu z proteinového obalu je jedním z kritických kroků pro úspěšnou infekci buňky virem.

Hlavním předmětem výzkumu bylo prostudovat mechanismus uvolnění genomu včelích virů. „Doposud se přepokládalo, že se při uvolnění genomu vytvoří v proteinovém obalu viru malý otvor, skrz který se postupně protahuje vlákno genomu. Naše výsledky ale ukázaly, že včelí viry využívají mnohem rychlejší způsob uvolnění genomu, při němž dochází k prasknutí proteinového obalu a vypuštěni genomu do hostitelské buňky,“ popisuje svůj objev Karel Škubník.

Vědci zjistili, že mechanismus uvolnění genomu včelích virů se tedy nepodobá vytahováni vzkazu z lahve, jak se doposud předpokládalo, ale spíše otevíraní vajíčka s překvapením. Toto rychlé vypuštění genomu viru snižuje pravděpodobnost jeho poškození enzymy nacházejícími se v mimobuněčném prostření. Vědecký tým použil ke svému výzkumu moderní metody kryo-elektronové mikroskopie, která umožnila pozorování viru při 130 000-násobném zvětšení a výpočet jeho trojrozměrné struktury s atomárním rozlišením. Následně byly provedeny proteinové simulace, u nichž asistovala výzkumná skupina Roberta Váchy. Pochopení způsobu, jakým včelí viry infikují buňky může pomoci s přípravou látek bránících virové infekci.

Zdroj: CEITEC