Ученые обнаружили, что вирус простого герпеса 1 типа (HSV-1) реорганизует геном человека для доступа к генам, которые помогают ему реплицироваться. Это открытие дает новые представления о том, как вирусы манипулируют своими хозяевами, что потенциально может привести к улучшению лечения.
Исследователи из Центра геномного регулирования (CRG) в Барселоне обнаружили, что HSV-1 перестраивает трехмерную структуру генома человека. Это позволяет вирусу получать доступ к генам хозяина, которые ему необходимы для размножения. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, раскрывает ранее неизвестный механизм вирусной манипуляции.
Исследование показало, что блокирование одного человеческого фермента, топоизомеразы I, полностью останавливает HSV-1 от реорганизации генома человека во время инфекции, тем самым останавливая репликацию вируса. В клеточных культурах ингибирование этого фермента предотвращало заражение до того, как вирус мог произвести новые частицы. Это открытие предполагает новую стратегию борьбы с вирусом, который инфицирует почти четыре миллиарда человек во всем мире.
Команда использовала микроскопию сверхвысокого разрешения, которая может визуализировать структуры размером всего 20 нанометров, и Hi-C, метод, который показывает, какие фрагменты ДНК взаимодействуют внутри ядра. Они объединили эти методы, чтобы понять, как HSV-1 захватывает клетки человека. Они обнаружили, что вирус захватывает человеческий фермент РНК-полимеразу II, чтобы помочь синтезировать собственные белки.
Действия вируса приводят к прекращению транскрипции по всему геному хозяина, что приводит к уплотнению хроматина – естественного состояния ДНК человека в клетках – в плотную оболочку. Это было неожиданно, так как ранее считалось, что структура хроматина диктует транскрипцию. Это исследование предполагает двустороннюю связь между активностью и структурой.
HSV-1 поражает двух из каждых трех человек в возрасте до 50 лет. Хотя большинство инфекций протекают бессимптомно или вызывают рецидивирующий герпес, вирус редко может привести к слепоте или опасным для жизни заболеваниям. Это исследование может помочь решить глобальную проблему здравоохранения, вызванную HSV-1, который широко распространен и может вызывать рецидивирующие вспышки. Хотя существуют методы лечения для борьбы с симптомами, появляются устойчивые к лекарствам штаммы, и лекарства от этой болезни нет.