Ученые разработали беспрецедентный метод детальной визуализации молекул сахара, которые мешают иммунной системе организма бороться с вирусом ВИЧ.
Новый метод визуализации так называемых “сахарных щитов” на поверхности вируса даст исследователям более полное представление о том, почему антитела реагируют на одни участки вируса, но не реагируют на другие. Метод также может повлиять на структуру новых вакцин, котрые будут нацелены на наиболее уязвимые места вируса. Метод был разработан американскими учеными из исследовательского центра Scripps Research и Лос-Аламосской национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory).
Молекулы сахара, или «гликаны», рыхлые и вязкие по структуре, находятся на поверхности шипового белка ВИЧ, известного как ” Env.” Они действуют как щиты, мешая антителам захватить и заблокировать доступ к поверхности белка. Такие сахарные щиты образуются на самых внешних шиповых белках ВИЧ и многих других вирусов, включая SARS-CoV-2, коронавирус, вызывающий COVID-19. Ведущий автор исследования доктор Захари Берндсен, научный сотрудник лаборатории структурной биологии, объясняет:
Теперь у нас есть способ, при помощи которого мы можем захватить полные структуры этих постоянно меняющихся гликановых щитов, которые в значительной степени определяют, где антитела могут и не могут связываться с таким вирусом, как ВИЧ.
Исследователи объединили метод визуализации в атомном масштабе (так называемая криоэлектронная микроскопия – крио-ЭМ) со сложным компьютерным моделированием и техникой идентификации молекул – масс-спектрометрией. Используемая сама по себе, крио-ЭМ дает очень размытые изображения молекул, но при соединении с другими технологиями она дала возможность исследователям установить стабильный гликановый сигнал и использовать его для картирования уязвимых мест на поверхности Env.
Новый комбинированный подход выявил структуру и динамическую природу гликанов с предельной детализацией. Команда ученых выяснила, что отдельные гликаны не просто беспорядочно перемещаются по поверхности шипованного белка, как когда-то считалось, но собираются вместе в различного размера кластеры.
Полные результаты исследования показали, что гликановый щит Env. может варьироваться в зависимости от того, какой тип клетки используется для его производства. Исследовательская команда также выдвинула предположение, что гликановый щит Env, который ранее считался просто защитой от антител, также может играть роль в управлении формой и стабильностью Env, поддерживая его готовность к инфекции.
Ученые надеются, что их новые методы визуализации гликанов будут особенно полезны при проектировании и разработке вакцин – и не только против ВИЧ. Исследователи говорят, что многие из этих методов могут быть применены непосредственно к другим вирусам, таким как вирусы гриппа и коронавирусы, и могут быть распространены на определенные виды рака, в которых гликаны играют ключевую роль.
Источник: ScienceDaily
