Конформационная динамика vRNP гриппа А. Источник: 2024 Карлеро и др., Американское химическое общество
Исследователи из Института наук о жизни нано (WPI-NanoLSI), Университета Каназавы, IMDEA Nanoscience (Мадрид, Испания) и CNB-CSIC (Мадрид, Испания) сообщают об экспериментах ACS Nano, которые раскрывают цикл конформационных стадий, через которые проходят рекомбинантные геномы гриппа А во время синтеза РНК.
Грипп А представляет собой глобальный риск для здоровья, ответственный за локальные эпидемии и смертельные пандемии. Таким образом, механизм, посредством которого вирус реплицируется, привлек значительный интерес. Исследователи под руководством Синго Фукуды из Nano Life Science Institute (WPI-NanoLSI) в Университете Каназавы в Японии, Хайме Мартина-Бенито из CNB-CSIC и Борхи Ибарры из IMDEA Nanociencia в Испании использовали высокоскоростную атомно-силовую микроскопию и электронную микроскопию, чтобы зафиксировать конформационную динамику рекомбинантных вирусных геномов (или рРНП) во время синтеза РНК.
Предыдущие попытки понять, какие возможные конформационные изменения происходят во время цикла размножения вируса гриппа А, были затруднены тем, что исследователи описывают как «громоздкую двухспиральную структуру» вирусных РНП (vRNP), что затрудняло наблюдение за происходящим.
В результате исследователи получили кольцевой рекомбинантный рибонуклеопротеиновый комплекс (rRNP), что позволило им преодолеть «громоздкую проблему». Авторы использовали HS-AFM для отслеживания конформационных изменений отдельных комплексов rRNP в режиме реального времени во время активного синтеза РНК.
(A, B) Изображения HS-AFM vRNP (A) и rRNP (B). (C) Последовательные изображения HS-AFM rRNP во время синтеза РНК. Кредит: 2024 Carlero, et al., American Chemical Society
Их работа предоставляет первые прямые экспериментальные доказательства того, что отдельные рРНП могут быть повторно использованы для множественных циклов транскрипции и репликации. Это ключевая особенность вирусного размножения. Кроме того, их исследование подчеркивает, как факторы, влияющие на стабильность вторичных структур зарождающейся РНК, влияют на скорость синтеза РНК.
Авторы пришли к выводу, что этот подход полезен для исследования механизмов вирусной транскрипции и репликации. «Транскрипционная пауза является внутренним свойством большинства РНК-полимераз, и ее регуляция представляет собой один из центральных механизмов контроля экспрессии генов», — добавляют они.
«Будущие эксперименты с одной молекулой кинетики синтеза РНК в реальном времени с помощью IAV RdRp [РНК-зависимая РНК-полимераза вируса гриппа А] в контексте РНП помогут выяснить природу предполагаемых состояний паузы и их роль в вирусной транскрипции и репликации».
Дополнительная информация: Диего Карлеро и др., Конформационная динамика рибонуклеопротеиновых комплексов вируса гриппа А во время синтеза РНК, ACS Nano (2024). DOI: 10.1021/acsnano.4c01362
Информация о журнале: ACS Nano
Предоставлено Университетом Каназавы
