Учёные ЮФУ описали созревание бактериофага

Фото: пресс-служба ЮФУ, Алиса Смирнова
Фото: пресс-служба ЮФУ

Учёные Южного федерального университета совместно с профессором Института Йозефа Стефана (Любляна) Рудольфом Подгорником построили физическую модель, с помощью которой воспроизвели процесс сборки и созревания бактериофага — вируса, поражающего микробов. Результаты этих исследований могут стать ключом к контролю за распространением вирусов.

На сегодняшний день у учёных нет однозначного ответа, относятся ли вирусы к живым организмам. С одной стороны, как вирус стремится передать свой генетический материал. С другой — он не способен существовать самостоятельно и активируется только в хозяйской клетке, используя её ресурсы и питательные вещества. Фактически вирус состоит из белковой оболочки, внутри которой находится генетический материал, и самособирается за счёт естественных физико-химических процессов. Объяснить с точки зрения физики явления, проходящие в вирусах, стремится относительно молодая наука — физическая вирусология.

Чтобы попасть внутрь клетки, вирус связывается со специфическими белками на её поверхности и формирует в клеточной мембране отверстие. После проникновения в клетку геном вируса захватывает и перекодирует ее клеточный аппарат, начиная собственное размножение, а также генерирует специальные белки, используемые для самосборки оболочек «новорожденных» вирусов. Такие оболочки сферической или икосаэдрической формы называют прокапсидами. Зрелый вирион, способный инфицировать новые клетки, образуется после упаковки в эту оболочку вирусного генома. В ходе этого процесса вирусная оболочка меняет свою форму и созревает, проходя промежуточные состояния между прокапсидом и зрелым капсидом. Незрелый капсид сильно подвержен влиянию окружающей среды (кислотности, температуры, солености и других факторов), что позволяет проводить множество экспериментальных исследований. Варьируя параметры среды, можно добиться изменения формы и даже «саморазборки» оболочки. Поэтому, изучая физико-химические явления, происходящие во время созревания вирусов, специалисты смогут повлиять на процесс их сборки и препятствовать дальнейшему заражению.

В рамках исследования учёные из Южного федерального университета совместно с профессором Института Йозефа Стефана (Любляна) Рудольфом Подгорником построили физическую модель, с помощью которой воспроизвели процесс сборки и созревания бактериофага — вируса, поражающего микробов.

С помощью расчётов ученым удалось с хорошей точностью воспроизвести формы тех состояний, которые наблюдались в экспериментах. Согласно предложенной модели, спусковым крючком для необратимой трансформации прокапсида является отделение от его стенок определенных белков, а обратимые изменения формы происходят из-за механического давления упакованного генома на оболочку. Геном состоит из трех различных сегментов, каждый из которых необходим для того, чтобы вирус смог заразить клетку и размножаться в ней. Эти сегменты последовательно упаковываются в оболочку, меняя ее форму.

«Мы построили микромеханическую модель, объясняющую, как форма оболочки меняется при упаковке генетического материала. Это происходит за счет работы специального белка-мотора, и нуклеиновая кислота удерживается внутри с помощью электростатических взаимодействий. Понимать, как собирается вирусная оболочка, важно, так как это физико-химический процесс, на который можно как-то повлиять, в том числе вернуть вирус на предыдущие стадии развития, пока он не стабилизировался, — рассказал профессор кафедры нанотехнологии физического факультета Южного федерального университета Сергей Рошаль.

Созревание вируса похоже на обычные фазовые переходы в кристаллах. Во время него меняется структура и форма оболочки, какие-то детали белков отделяются, и в результате получается вирион. Изучение физико-химических процессов, происходящих при формировании вириона, способного инфицировать клетки, может стать ключом к контролю за распространением вирусов. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Soft Matter.

ученые юфу бактериофаги модель
Если вы заметили ошибку, выделите необходимый текст и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить об этом редакции
Оцените первым
(0 оценок)
Пока еще никто не оценил
Пока никто не рекомендует
Авторизируйтесь ,
чтобы оценить и порекомендовать
Присоединяйтесь к нашим каналам! Yandex Zen

Комментарии

Происшествия
Поздним вечером пятницы, 30 октября, в Азове пострадал 11-летний пешеход. Ребёнка сбил водитель ВАЗ-2112. Как сообщили в отделе пропаганды Управления ГИБДД Ростовской области, дорожный инцидент произошёл в 22.25 на улице Московской у дома № 248. Ребёнок, по предварительным данным, перебегал дорогу вблизи пешеходного перехода. В результате ДТП мальчик получил травмы, его доставили в больницу. Медики приняли решение госпитализировать маленького пациента.
Общество
Михаил Мурашко приказал проверить ЦРБ Константиновского района. Причиной стало видеообращение с жалобами пациентов, сообщает пресс-служба Росздравнадзора по Ростовской области. «Территориальный орган Росздравнадзора по Ростовской области проведёт проверку ЦРБ Константиновского района в связи с видеобращением пациентки инфекционного отделения», - говорится в сообщении. Напомним, недавно в Сети появилось видео, на котором пациенты больницы сообщают о нехватк...
Происшествия
В Волгодонском районе от удара током погиб 12-летний подросток, об этом сообщила официальный представитель Следственного управления СК России по Ростовской области Галина Гагалаева. Происшествие случилось сегодня, 30 октября, в хуторе Лагутники. По предварительным данным, 12-летний школьник залез на трансформаторную подстанцию, где получил удар электричеством. Подросток умер на месте происшествия. Сейчас по данному факту следователями проводится проверка....
Общество
Дептранса Ростова закупил почти 2 тысячи мобильных ограждений, однако цель приобретения власти объяснить не смогли. Редакция 1rnd проиллюстрировала самое смелое предположение по этому поводу. В целях закупки указывается профилактика терроризма и экстремизма при проведении массовых мероприятий. Как известно, в связи с пандемией мероприятия с большим количеством участников в области запрещены. 1rnd запросил пояснение у департамента транспорта, который провод...
Культура
На этих выходных заканчивается октябрь и начинается финальный месяц осени. Пока на улицах будут идти дожди, предлагаем провести эти дни на праздновании Хэллоуина, выставке, в театре или дома, за просмотром интересного форума. Хэллоуинская вечеринка в «Циферблате» В ночь Хэллоуина свободное пространство на Соколова превратится в рок-клуб. Посетителей ждут в образах своих кумиров (желательно тех, которые были связаны с музыкой). Со сцены будут слышны хиты Th...
Общество
В пандемию ресурсный учебно-методический центр по обучению студентов с инвалидностью ЮФУ часть своей работы проводит в рамках Call-центра. Сотрудники консультируют по вопросам образования студентов и школьников с ОВЗ, планирования учебно-воспитательной работы и дальнейшего улучшения учебно-реабилитационного процесса, создания условий для получения образования абитуриентов с инвалидностью из субъектов Ростовской области, Краснодарского края и республики Кал...
Общество
Электросетевой комплекс регионов на 100 % готов к зимним максимумам. Об этом глава «Россетей» Павел Ливинский доложил министру энергетики РФ Александру Новаку и министру строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ Владимиру Якушеву. На модернизацию электросетей в Ростовской области в этом году потрачено 805 млн рублей. На эти средства отремонтированы 15 силовых трансформаторов, более 330 км воздушных линий электропередачи, 1,7 тыс. коммутационных ап...
Общество
В Ростове после смерти 5 пациентов в горбольнице №20 возбудили уголовное дело по статье о причинении смерти по неосторожности. Об этом сообщила официальный представитель Следственного управления СК России по Ростовской области Галина Гагалаева. Сейчас следователи устанавливают причины и обстоятельства смерти больных. В пятницу, 30 октября, представители следкома пришли с обыском в управление здравоохранения Ростова. Напомним, два врача-реаниматолога ранее...
Общество
Сегодня качественной питьевой водой обеспечены 78,49% населения Ростовской области. В 27 районах и 1 городском округе этот показатель находится ниже среднеобластного значения. Средний износ объектов централизованного водоснабжения составляет более 70%. Эти цифры показывают, что система водоснабжения в регионе нуждается в качественной модернизации. О том, как решаются задачи по реконструкции коммунальной инфраструктуры, в интервью 1Rnd.ru рассказала замести...