Раскрыта тайна возникновения вирусов на Земле

25 просмотров
6 дочитываний
1 комментариев

Международной группе ученых с помощью искусственной эволюции удалось воссоздать вирусоподобные белковые частицы, способные хранить в себе гены и защищать их от внешней среды, например, от нуклеаз — ферментов, которые используются организмами для разрушения чужеродных геномов. В своей статье, опубликованной в журнале Science, исследователи раскрыли, что похожим образом на Земле могли возникнуть первые вирусы.

Вирус состоит из внешней белковой оболочки или капсида, внутри которой упакованы нуклеиновые кислоты РНК или ДНК, которые кодируют как белки капсида, так и ферменты, необходимые для сборки новых вирионов, то есть полноценных вирусных частиц. Пока остается тайной, каким образом возникли первые вирусы, хотя получение искусственных аналогов может стать полезным для разработки новых систем доставки лекарств в организм и генной терапии. Но даже самые простые вирионы потребовали миллионы лет эволюции в дикой природе.

Отправной точкой для исследования стал ранее полученный нуклеокапсид, сконструированный из бактериального фермента люмазинсинтазы Aquifex aeolicus (AaLS), который способен спонтанно образовывать наноконтейнеры из 60 субъединиц, но не имеет сродства к нуклеиновым кислотам. Ученые внесли изменения в AaLS путем цикличной перестановки аминокислот и добавлением пептида λN, способного связываться c BoxB — петлевой структурой РНК (шпилькой). С помощью искусственного отбора ученые добились того, чтобы полученные нуклеокапсиды NC-3 могли эффективно захватывать мРНК (имеющие BoxB), кодирующие белки оболочки. На первом этапе только один из восьми NC-3 мог упаковать в себя полноразмерный геном.

Для улучшения свойств NC-3 исследователи начали вносить в капсидные гены мутации с помощью полимеразной цепной реакции, в ходе которой синтезируются неточные копии РНК. Полученную библиотеку генов с мутациями подвергли трем циклам сборки нуклеокапсидов и обработки нуклеазой (ферментом, расщепляющим нуклеиновые кислоты), а те гены, что «выжили», вновь размножили. Эволюционировавший вариант нуклеокапсида, обозначенный как NC-4, эффективно упаковывал кодирующую его белки РНК и отличался повышенной устойчивостью к нуклеазам. Кроме того, в отличие от своих предшественников, он оказался способен вмещать существенно более длинные молекулы РНК, состоящие из 863 нуклеотидов.

Искусственная эволюция также сказалась на размерах нуклеокапсида. Если изначально диаметр AaLS достигал в размере всего лишь 16 нанометров, то добавление пептида λN и последующий искусственный отбор расширил диаметр до 30 нанометров. В оболочках NC-4 возникли поры, которые значительно меньше отверстий у предшественников и лучше защищают РНК-геном от нуклеаз, потенциально способных проникнуть внутрь капсида.

Как пишут ученые в своей статье, успешное преобразование белка бактерий в нуклеокапсид, который спонтанно упаковывает и защищает свою собственную кодирующую мРНК, служит иллюстрацией того, как древние самореплицирющие молекулы могли использовать белки для образования вирионов. Хотя в экспериментах был использован фермент, уже способный формировать капсид, легко представить, как эволюция могла создать из мелких белков оболочки, способных защищать свои РНК-молекулы.

Источник: лента. Ру

да
0 / 0
нет
Ваш рейтинг должен быть не менее 500 для оценки публикации
Поделиться в социальных сетях:
да
0 / 0
нет
количество символов: 0

Обсуждают (1):Обсуждение

Автор: (0), Пользователи: Владимир (1)

Комментарии (1)

Отписаться от обсужденияПодписаться на обсуждения
ПопулярныеНовыеСтарые
Показать ещё комментарии (1)

Читайте также

сегодня, 02:04
Вассерман спрогнозировал восстановление утерянных с развалом СССР позиций Российский публицист и многократный победитель интеллектуальных игр Анатолий Вассерман считает, что в ближайшие 10 лет Россия накопит достаточно ресурсов для прорыва в экономике, пишет «МК».По ...
0 12
сегодня, 01:07
Из лаборатории мог выскочить Коронавирус и заполонить Землю, а народу лапшу на три уха Генеральный директор Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) Тедрос Адханом Гебрейесус не исключает лабораторную утечку вируса COVID-19. Об этом он сказал на саммите лидеров
0 56
сегодня, 01:04
Ученые назвали еще один увеличивающий риск смерти от COVID-19 фактор Невролог Российского геронтологического научно-клинического центра Элен Мхитарян назвала фактор, увеличивающий риск смерти от COVID-19. Болезнь Альцгеймера и другие виды деменции ухудшают течение ...
0 1
сегодня, 00:57
Кто получит бесплатное жилье в 2021 году В 2021 году насчитывается около 140 категорий россиян, которые имеют право на получение бесплатного жилья от государства.Как пишет «Российская газета», по словам президента
0 41
сегодня, 00:45
Глава ВОЗ прокомментировал "лабораторное" происхождение коронавируса Источник: gazeta.ru (оригинал)Глава Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) Тедрос Аданом Гебрейесус прокомментировал сообщения об искусственном, лабораторном происхождении коронавируса, ...
0 4
сегодня, 00:06
«Всюду смерть, безумие и хаос». Истории людей, переживших самую смертоносную волну COVID-19 в Индии. Второй месяц Индия переживает очередную, крайне тяжелую волну коронавируса. Стремительный рост заболеваемости фактически обрушил систему здравоохранения, люди умирали на порогах больниц,
1 44
вчера, 22:19
Полет в космос с богатейшим человеком мира был продан за 28 миллионов долларов Место на космическом корабле New Shepard для полета в космос с богатейшим человеком мира Джеффом Безосом и его братом было продано на аукционе за 28 миллионов долларов, об этом сообщила в своем ...
0 7
вчера, 22:04
Азербайджан и Армения обменялись пленными и картами минных полей Баку передал Еревану 15 армянских пленных, сообщили в МИД Азербайджана. Они были освобождены после того, как Армения предоставила карты с расположением 97 тысяч противотанковых и противопехотных ...
0 11
вчера, 16:49
В центре Гамалеи рассказали о влиянии индийского штамма на привитых от COVID-19 Индийский штамм коронавируса снижает в несколько раз иммунный ответ у привившихся от коронавируса и уже переболевших. С таким заявлением выступил заместитель директора центра имени Гамалеи Денис ...
2 18
Помощь юристов и адвокатов
Спроси юриста! Ответ за5минут
спросить
Администратор печатает сообщение