معلومة

هل يمكن أن تتجمع البروتينات من فيروسات مختلفة في فيروس واحد؟

هل يمكن أن تتجمع البروتينات من فيروسات مختلفة في فيروس واحد؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هناك مشروع بيولوجي يجب أن أقوم به مع بعض زملائي في الفصل ونحن نواجه مشكلة. نود أن نختار بروتينات من فيروسات مختلفة تبدو مثيرة للاهتمام بالنسبة لنا (على سبيل المثال بروتين واحد من فيروس ARN سالب الخيط والآخر من فيروس DNA) وجمعها (نظرية) معًا من خلال هذه العملية المسماة "الطفرات الموجهة" . هل هو ممكن ؟ إذا كانت الإجابة "لا" ، ألا توجد آلية أخرى تسمح بالتجمع؟

شكرا لك ! (ملاحظة: آسف للغة الإنجليزية)


إذا فهمت سؤالك ، فأنت تسأل عما إذا كان بإمكانك تناول بروتين من فيروس A ، وجعل فيروس B ينتج هذا البروتين. الجواب نعم ، يمكنك بالتأكيد القيام بذلك ، على الرغم من أنه قد يكون هناك بعض القيود اعتمادًا على البروتينات والفيروسات. هناك العديد من الأمثلة على ذلك ، وحتى المزيد من الأمثلة على صنع فيروس ينتج بروتينات من البشر أو الأنواع الأخرى.

يمكن أن تكون العملية الفعلية لإدخال جين جديد تافهة للغاية ؛ يمكنك التقاط مجموعات يدوية من الفيروسات مصممة خصيصًا لإدخال جينات جديدة فيها. إذا كنت تضع الجين في فيروس يهمك ، فقد تكون عملية التصميم أكثر تعقيدًا ؛ يجب أن تتأكد من أن البروتين الذي تم إدخاله لا يعطل شيئًا أساسيًا للمتلقي ، وليس كبيرًا جدًا بالنسبة لجينومه ، وما إلى ذلك.

لكن من حيث المبدأ ، الأمر بسيط جدًا.


بعض الحقائق الغريبة عن الفيروسات وفيروس Covid-19

صور مجمعة من رسوم متحركة طبية ثلاثية الأبعاد تصور شكل فيروس كورونا بالإضافة إلى. [+] عرض مقطعي. تُظهر الصورة العناصر الرئيسية بما في ذلك بروتين Spike S ، وبروتين HE ، والمغلف الفيروسي ، والحمض النووي الريبي الحلزوني.

الائتمان: https://www.scientificanimations.com. هذا العمل مجاني ويمكن لأي شخص استخدامه لأي غرض.

الفيروس الذي دمر العالم هذا العام ، SARS-CoV-2 ، ليس كائنًا حيًا. الفيروسات ليست حية. فكر فيهم بدلاً من ذلك على أنهم آلات بيولوجية ، آلات صغيرة بشكل لا يصدق.

ما هو الفيروس بالضبط؟ كثير من الناس خارج عالم العلم والطب لا يعرفون حقًا ، لذلك سأقوم اليوم بوصف القليل من ميزاتهم الأساسية.

تمتلك الفيروسات بشكل عام وظيفتين فقط: فهي تغزو خلاياك ، ثم تستعير آلية الخلايا الخاصة بك لنسخ نفسها. (ملاحظة: من أجل البساطة ، أنا أصف الفيروسات التي تصيب البشر ، لكنها في الواقع تصيب إلى حد كبير كل كائن حي ، من البكتيريا إلى النباتات إلى الحيوانات.) بعد عمل العديد من النسخ ، تنفجر ، وعادة ما تدمر الخلية التي غزوها ونفعلها مرة أخرى.

هذا شيء غريب عن الفيروسات. جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب مصنوعة من تعليمات مشفرة في الحمض النووي. بعض الفيروسات مصنوعة أيضًا من الحمض النووي ، لكن العديد منها مصنوع من الحمض النووي الريبي بدلاً من ذلك. الحمض النووي الريبي يشبه إلى حد كبير الحمض النووي ، لكنه لا يحتوي على تلك البنية الحلزونية المزدوجة المشهورة بدلاً من ذلك ، إنه مجرد خيط واحد.

الآن فكر في مدى صغر حجمها. يحتوي فيروس Covid-19 ، SARS-CoV-2 ، على 29 جينًا فقط تم تشفيرها في أقل بقليل من 30000 حرف من RNA. يمكن أن تكون الفيروسات الأخرى أصغر حجمًا: يحتوي فيروس الإنفلونزا على 10 جينات فقط ، مشفرة في 13588 حرفًا من RNA. في المقابل ، يحتوي الجينوم البشري على حوالي 3 مليارات حرف من الحمض النووي وأكثر من 20000 جين. بعبارة أخرى ، يحتوي الجينوم لدينا على معلومات مشفرة فيه تزيد بمقدار 100 ألف مرة عن معلومات فيروس Covid-19.

ومع ذلك ، فإن هذه الآلات البسيطة التي تحتوي على حفنة من الجينات يمكن أن تدمرنا. فكر في الأمر على أنه رمي مفتاح ربط في محرك يعمل: مفتاح الربط بسيط ، لكن هذا لا يعني أنه لا يمكنه معالجة أعمال جهاز أكثر تعقيدًا. وكذلك مع الفيروسات ومضيفيها.

ستسمح ألمانيا لأحفاد اليهود والأهداف النازية الأخرى بتقديم طلب للحصول على الجنسية

وزارة العدل تقاضي جورجيا بسبب قانون يميز ضد الناخبين السود

تواصل أمازون توسعها الجريء في مجال الرعاية الصحية ، حيث تطلق AWS مسرع رعاية صحية جديدًا

لا يتعلق الأمر فقط بامتلاكهم شفرة جينية صغيرة: الفيروسات أيضًا جسديا صغير. صغيرة جدًا ، في الواقع لا يمكن رؤيتها تحت المجهر العادي. البكتيريا ضخمة مقارنة بالفيروسات في الواقع ، البكتيريا تعاني من عدوى فيروسية مثل البشر.

(جانبا: التكنولوجيا الجديدة المثيرة المعروفة باسم كريسبر هي في الواقع آلية أنشأتها البكتيريا لمحاربة الالتهابات الفيروسية!)

تتمثل إحدى نتائج حجم الفيروس الصغير في أنه عندما اجتاح جائحة إنفلونزا عام 1918 العالم ، لم يكن أحد يعلم أنه ناجم عن فيروس. لم يكن لدى العلماء التكنولوجيا لرؤية الفيروس في ذلك الوقت. فيروس الأنفلونزا - السبب الحقيقي للإنفلونزا - لم يتم اكتشافه إلا بعد 15 عامًا ، في عام 1933.

(جانبا آخر: تسمى بكتيريا المستدمية النزلية أعطيت اسمها لأن العلماء اعتقدوا أنها تسبب الإنفلونزا. لا. إنه يسبب التهابات الأذن والتهاب السحايا المميت في بعض الأحيان ، ولهذا السبب فإن لقاح المستدمية النزلية من النوع ب ، الذي يمنع العدوى من هذه البكتيريا ، هو جزء مهم من جدول لقاح الأطفال.)

حقيقة غريبة أخرى عن الفيروسات: إنها ليست خلايا. ليس لديهم جدار خلوي مناسب ، على هذا النحو ، مجرد قشرة مصنوعة من عدد قليل من البروتينات. تغلف الأصداف الشفرة الجينية الصغيرة للفيروس. نسميها "جزيئات" لعدم وجود كلمة أفضل.

الفيروسات موجودة في كل مكان ، وهي أكثر عددًا بكثير من البكتيريا. البكتيريا ، بدورها ، أكثر عددًا بكثير من النباتات والحيوانات. كما أن الفيروسات فعالة بشكل مدمر فيما تفعله (إصابة الخلايا الحية واختطاف تلك الخلايا لإنتاج المزيد من الفيروسات) ، وهذا هو السبب في أننا لن نتخلص منها أبدًا.

بينما لا يمكننا التخلص منها ، يمكننا محاربة الفيروسات التي تسبب الأمراض البشرية مثل Covid-19. أفضل طريقة للقيام بذلك هي منع الفيروسات من غزو خلايانا. كيف؟ هناك طريقة جيدة واحدة فقط نعرفها حتى الآن ، وهي استخدام جهاز المناعة البشري لمكافحتها على المستوى الجزيئي. (على الرغم من أن الفيروسات بسيطة ، إلا أن جهاز المناعة معقد حقًا. لا يمكنني شرح ذلك هنا ، لكن اطلع على قصة إيد يونغ الأخيرة في المحيط الأطلسي لمحاولة ممتازة لإزالة الغموض عن جهاز المناعة.)

هذا هو المكان الذي يأتي فيه التطعيم. عندما يغزونا الفيروس ، يقوم جهاز المناعة لدينا بإنشاء خلايا مصممة خصيصًا (انظر مقالة Ed Yong) التي تتعرف على الفيروس وتدمره. ثم يصبح السباق: إذا فاز الجهاز المناعي ، فإنه يدمر جميع الجزيئات الفيروسية. إذا غمر الفيروس المضيف ، فقد تكون النتيجة قاتلة.

بالنسبة لـ Covid-19 ، يقوم معظم الناس باستجابة مناعية بسرعة كافية لتجنب الإصابة بمرض خطير. ومع ذلك ، بالنسبة لأولئك الذين لا يفعلون ذلك ، فإن النتائج خطيرة للغاية. يعمل اللقاح من خلال "إظهار" جزء من الجهاز المناعي للفيروس ، ولكن القيام بذلك بطريقة ليست في الواقع عدوى. إحدى الإستراتيجيات المستخدمة من قبل العديد من لقاحات Covid-19 قيد التطوير هي مجرد تجميع أحد بروتينات SARS-CoV-2 ، دون باقي الفيروس. سيعمل اللقاح نفسه على تنشيط جهاز المناعة للتعرف على فيروس Covid-19 دون التسبب في الإصابة بالعدوى. ثم ، إذا كان هذا الشخص مصابًا بالفعل ، يتأرجح الجهاز المناعي بسرعة ، ويكافح Covid-19 قبل أن يتشكل على الإطلاق.

هذا كل شيء. يحدث Covid-19 بسبب آلة بيولوجية صغيرة شبه مجهرية ، فيروس يحتوي على 29 جينًا فقط. يمكن للفيروس أن يكون فعالاً بلا رحمة ، لكن جهاز المناعة لدينا يمكنه القضاء عليه إذا أعطيناه القرائن الصحيحة. دعونا نأمل في الحصول على لقاح قريبًا.

إخلاء المسؤولية: المحتوى الموجود في هذا الموقع هو رأيي الشخصي وهو مستقل عن انتمائي لجامعة جونز هوبكنز.


خطوات الإصابة بالفيروسات

يجب أن يستخدم الفيروس عمليات الخلية المضيفة الخاصة به للتكرار. يمكن أن تنتج دورة التكاثر الفيروسي تغيرات بيوكيميائية وتركيبية دراماتيكية في الخلية المضيفة ، مما قد يتسبب في تلف الخلية. يمكن لهذه التغييرات ، التي تسمى تأثيرات الاعتلال الخلوي ، تغيير وظائف الخلية أو حتى تدمير الخلية. تموت بعض الخلايا المصابة ، مثل تلك المصابة بفيروس الزكام المعروف باسم فيروس الأنف ، من خلال التحلل (الانفجار) أو موت الخلايا المبرمج (موت الخلايا المبرمج أو "انتحار الخلية") ، مما يؤدي إلى إطلاق جميع فيروسات النسل دفعة واحدة. تنجم أعراض الأمراض الفيروسية عن تلف الخلايا الناتج عن الفيروس وعن الاستجابة المناعية للفيروس الذي يحاول السيطرة على الفيروس والقضاء عليه من الجسم.

تترك العديد من الفيروسات الحيوانية ، مثل فيروس نقص المناعة البشرية (فيروس نقص المناعة البشرية) ، الخلايا المصابة في جهاز المناعة من خلال عملية تُعرف باسم في مهدها ، حيث تغادر الفيريونات الخلية بشكل فردي. أثناء عملية التبرعم ، لا تخضع الخلية للتحلل ولا يتم قتلها على الفور. ومع ذلك ، فإن الضرر الذي يلحق بالخلايا التي يصيبها الفيروس قد يجعل من المستحيل أن تعمل الخلايا بشكل طبيعي ، على الرغم من بقاء الخلايا على قيد الحياة لفترة من الوقت. تتبع العدوى الفيروسية الأكثر إنتاجية خطوات مماثلة في دورة تكاثر الفيروس: التعلق والاختراق وفك الطلاء والنسخ والتجميع والإفراج (شكل 1).

مرفق

يرتبط الفيروس بموقع مستقبل معين على غشاء الخلية المضيفة من خلال بروتينات ملحقة في القفيصة أو عبر البروتينات السكرية المدمجة في الغلاف الفيروسي. تحدد خصوصية هذا التفاعل المضيف - والخلايا داخل المضيف - التي يمكن أن تُصاب بفيروس معين. يمكن توضيح ذلك من خلال التفكير في عدة مفاتيح وعدة أقفال ، حيث يلائم كل مفتاح قفلًا واحدًا محددًا فقط.


مفاجأة: البروتين الشبيه بالفيروس مهم للإدراك والذاكرة

إن البروتين الذي يشارك في الإدراك وتخزين الذكريات طويلة المدى يبدو ويعمل كبروتين من الفيروسات. البروتين ، المسمى Arc ، له خصائص مشابهة لتلك التي تستخدمها الفيروسات لإصابة الخلايا المضيفة ، وقد نشأ من حدث تطوري صدفة حدث منذ مئات الملايين من السنين.

إن احتمال أن تكون البروتينات الشبيهة بالفيروسات يمكن أن تكون أساسًا لشكل جديد من التواصل من خلية إلى خلية في الدماغ يمكن أن يغير فهمنا لكيفية صنع الذكريات ، وفقًا لجيسون شيبرد ، عالم الأعصاب في جامعة يوتا هيلث وكبير المؤلفين. نشر الدراسة في المجلة زنزانة في 11 يناير.

مصدر الصورة: تشارلي إيلرت

جيسون شيبرد ، وراشيل كيرنز ، وإليسا باستوزين ، من قسم البيولوجيا العصبية والتشريح ، جامعة يوتا هيلث

اشتبه شيبرد في البداية في أن شيئًا مختلفًا بشأن Arc عندما التقط زملاؤه صورة للبروتين تظهر أن Arc كان يتجمع في هياكل كبيرة. مع شكل يشبه كبسولة من مركبة هبوط على سطح القمر ، بدت هذه الهياكل إلى حد كبير مثل الفيروس القهقري ، فيروس نقص المناعة البشرية.

يقول شيبرد الذي أجرى بحثًا عن البروتين لمدة 15 عامًا: "في ذلك الوقت ، لم نكن نعرف الكثير عن الوظيفة الجزيئية أو التاريخ التطوري لـ Arc". "لأكون صادقًا ، كنت قد فقدت الاهتمام تقريبًا بالبروتين. بعد رؤية الكابسيدات ، علمنا أننا كنا في طريقنا إلى شيء مثير للاهتمام ".

لم تكن الفجوة في البحث بسبب عدم وجود موضوع مثير للاهتمام. أظهر العمل السابق أن الفئران التي تفتقر إلى Arc نسيت الأشياء التي تعلموها قبل 24 ساعة فقط. علاوة على ذلك ، فإن أدمغتهم تفتقر إلى اللدونة. هناك نافذة زمنية في وقت مبكر من الحياة عندما يكون الدماغ مثل الإسفنج ، يمتص بسهولة المعرفة والمهارات الجديدة. بدون Arc ، لا تفتح النافذة أبدًا.

لم يفكر العلماء أبدًا في أن الآليات المسؤولة عن اكتساب المعرفة يمكن أن تنبع من أصول أجنبية. الآن ، أثار عمل شيبرد وفريقه هذا الاحتمال المثير للاهتمام.

كل شي قديم جديد مرة أخرى

دفعت رؤية ميل Arc غير المعتاد لتشكيل هياكل شبيهة بالفيروسات Shepherd إلى فحص تسلسل البروتين بمجموعة جديدة من العيون. وجد أن مناطق الكود كانت مشابهة لتلك الموجودة في القفيصات الفيروسية. أداة أساسية للعدوى الفيروسية ، تحمل القفيصات المعلومات الجينية للفيروس وتوصيلها من خلية إلى أخرى في ضحيتها.

نظرًا لأن Arc يشبه البروتين الفيروسي ، صمم Shepherd وزملاؤه مجموعة من التجارب لاختبار ما إذا كان يعمل أيضًا مثل البروتين. لقد قرروا أولاً أن عدة نسخ من Arc تتجمع ذاتيًا في قفيصة مجوفة تشبه الفيروسات وتخبئ المادة الوراثية الخاصة بها ، في هذه الحالة mRNA ، بداخلها. عندما أضاف العلماء الكابسيدات إلى خلايا دماغ الفأر ، أو الخلايا العصبية ، التي تنمو في طبق ، نقل آرك شحنته الجينية إلى الخلايا.

بعد أن تغزو الفيروسات الخلايا المضيفة ، فإنها تظهر جاهزة للإصابة مرة أخرى. يبدو أن Arc يعمل بطريقة مماثلة. جمع العلماء مادة Arc التي تم إطلاقها من الخلايا العصبية للفأر وقرروا أن البروتينات وحمولتها يمكن أن تمتصها مجموعة أخرى من الخلايا العصبية. على عكس الفيروسات ، فإن تنشيط الخلايا العصبية يحرك القوس ، مما يؤدي إلى إطلاق قفيصة.

مصدر الصورة: كريس مانفر

يمكن لبروتين مهم للإدراك والذاكرة يسمى Arc أن يغلف المادة الجينية (متعدد الوجوه يغلف الخيوط الشبيهة بالشريط) ويوصلها إلى خلايا الدماغ بطريقة مشابهة للطريقة التي تصيب بها الفيروسات الخلايا المضيفة.

تقول إليسا ، مؤلفة الدراسة الرئيسية ، وهي زميلة ما بعد الدكتوراه ، إليسا: "لقد ذهبنا إلى هذا الخط من البحث ونحن نعلم أن Arc كان مميزًا من نواحٍ عديدة ، ولكن عندما اكتشفنا أن Arc كان قادرًا على التوسط في نقل الحمض النووي الريبي من خلية إلى خلية ، فقد تأثرنا". باستوزين. "لا يوجد بروتين آخر غير فيروسي نعرف أنه يعمل بهذه الطريقة."

عندما تضرب البرق مرتين

يتم نقل قصة أصل آرك من خلال جينومات الحيوانات عبر الزمن التطوري. قبل 350-400 مليون سنة ، اصطدمت مصادفة بمخلوقات ذات أربعة أطراف كانت جابت الأرض. قام أحد أسلاف الفيروسات القهقرية ، المسمى retrotransposons ، بإدخال مادته الجينية في الحمض النووي للحيوانات. أدى الحدث إلى قوس الثدييات الذي نعرفه اليوم.

يتم التلميح إلى أهمية مثل هذا الحدث من خلال حقيقة أنه حدث أكثر من مرة. ورقة مصاحبة في نفس العدد من زنزانة يوضح أن نسخة من القوس الموجودة في الذباب تبدو أيضًا وكأنها قفيصة فيروسية. يُظهر مختبر فيفيان بودنيك في جامعة ماساتشوستس أن الذبابة آرك تنقل الحمض النووي الريبي من الخلايا العصبية إلى العضلات للتحكم في الحركة. على الرغم من أن قوس الثدييات والذباب قد تطور من نفس فئة الينقولات العكسية ، إلا أن الحدث في الذباب حدث بعد حوالي 150 مليون سنة.

يقول المؤلف المشارك سيدريك فيسكوت ، الأستاذ في جامعة كورنيل: "بصفتي عالم أحياء تطوريًا ، هذا هو الشيء الأكثر إثارة بالنسبة لي". "حقيقة حدوثه مرتين على الأقل تجعلنا نعتقد أنه حدث أكثر من ذلك."

يعتقد Shepherd أن هذا قد يعني أنه من المفيد وجود هذا النظام المستوحى من الفيروسات ، وقد يمثل شكلاً جديدًا من أشكال الاتصال بين الخلايا. تبقى هذه الفرضية قيد الاختبار في الثدييات. "معرفة ما تنقله حويصلات الشحن في الحيوانات الحية سيكون أمرًا بالغ الأهمية لفهم وظيفة هذا المسار ،" كما يقول.

هل تتذكر البروتين الشبيه بالفيروس غير المعتاد الذي تعلمته للتو؟ يمكن أن يكون هو السيطرة على ذاكرتك. شاهد هذا الفيديو لمعرفة المزيد:

تم دعم البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة وسيتم نشره تحت عنوان "يشفر القوس الجيني العصبي بروتين هفوة يعاد توجيهه باستخدام Retrotransposon يتوسط نقل الرنا المرسال بين الخلايا" عبر الإنترنت في زنزانة.

بالإضافة إلى Shepherd و Pastuzyn و Feschotte ، المؤلفون المشاركون هم كاميرون داي ، راشيل كيرنز ، مادلين كيرك سميث ، أندرو تايبي ، جون ماكورميك ، ناثان يودر ، وديفيد بيلناب من جامعة يوتا ، وسيمون إرليندسون ، داستن مورادو ، وجون بريجز من مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية بجامعة كامبريدج.


الملخص

تطورت الفيروسات لتدخل الخلايا من جميع مجالات الحياة الثلاثة - البكتيريا والعتائق وحقيقيات النوى. من بين أكثر من 3600 فيروس معروف ، يمكن للمئات أن تصيب الخلايا البشرية ومعظمها مرتبط بالمرض. للوصول إلى داخل الخلية ، ترتبط فيروسات الحيوانات بمستقبلات الخلية المضيفة. إن التقدم في فهمنا لكيفية تفاعل بروتينات الدخول الفيروسي مع مستقبلات الخلايا المضيفة وتخضع لتغيرات توافقية تؤدي إلى الدخول توفر فرصًا غير مسبوقة لتطوير علاجات ولقاحات جديدة.

من المحتمل أن تكون الملاحظة الأولى للارتباط المحدد لفيروس بالخلية قد تم إجراؤها في بداية القرن العشرين بواسطة d'Herelle 1. مثقف شيغيلا ولاحظت بقعًا واضحة في بعض الأحيان - البكتيريا المتحللة - في حديقة نمو البكتيريا على وسط أجار صلب أطلق عليه اسم اللويحات. الفيروسات التي تم فسادها شيغيلا تم تسمية العاثيات. باستخدام تجارب الترسيب المشترك ، أظهر أن ارتباط الفيروس بالخلية المضيفة هو الخطوة الأولى في الإصابة ، وأن هذا التعلق لا يحدث إلا عند اختلاط الفيروس بالبكتيريا المعرضة للفيروس. أظهرت هذه الدراسة المبكرة أن النطاق المضيف للفيروس تم تحديده من خلال خطوة التعلق. بعد قرن من الزمان ، بدأنا نفهم تفاصيل عدد متزايد من تفاعلات مستقبلات الفيروسات على المستوى الذري. تحتوي جميع الفيروسات على جينومات الحمض النووي (إما RNA أو DNA) ، والتي يتم تعبئتها ببروتينات يتم ترميزها بواسطة الجينوم الفيروسي. يمكن تقسيم الفيروسات إلى فئتين رئيسيتين مغلفتين بالفيروسات ، والتي لها غشاء دهني (غلاف) مشتق من الخلية المضيفة والفيروسات غير المغلفة التي تفتقر إلى الغشاء. يمكن للفيروسات من 24 عائلة مختلفة أن تسبب أمراضًا للبشر أو ترتبط بها (الجدول 1) ، لذلك من الضروري فهم كيف تحل الفيروسات المختلفة مشكلة الدخول إلى الخلايا ، وكيف يمكن منع هذه العملية. تلخص هذه المراجعة التطورات الحديثة في فهمنا لآليات دخول الفيروس على المستوى الجزيئي وخيارات التدخل العلاجي لهذه العمليات.

تشترك كل من الفيروسات غير المغلفة والمغلفة في نفس الخطوات والطرق الرئيسية لدخول الفيروس - والتي تبدأ بالارتباط بمستقبلات سطح الخلية وتنتهي بتسليم الجينوم الفيروسي إلى سيتوبلازم الخلية (الشكل 1). بعد الارتباط بالمستقبلات - التي يمكن أن تكون بروتينات أو كربوهيدرات أو دهون - تستخدم الفيروسات طريقتين رئيسيتين لدخول الخلية - المساران الخلوي وغير الخلوي. عادةً ما يكون مسار الالتقام عن طريق النقل في حويصلات أو حفر مغلفة بالكالاثرين ، ولكن تُستخدم أيضًا حفر غير مغلفة بالكلاترين أو كثرة الخلايا الكبيرة أو الكهوف 2. يمكن لبعض الفيروسات أن تحفز الاستبطان عن طريق الالتقام الخلوي - على سبيل المثال ، فيروس القرد 40 (SV40) ، الذي يحفز بلمرة الأكتين المحلية وتجنيد الدينامين في موقع الإدخال 3 (الشكل 1). يتضمن مسار الدخول غير الخلوي العبور المباشر لغشاء البلازما عند درجة حموضة محايدة (الشكل 1). يمكن للفيروسات التي تستخدم المسار غير الخلوي أن تدخل الخلايا أيضًا عن طريق مسار الخلايا الداخلية - على سبيل المثال ، فيروس نقص المناعة البشرية من النوع 1 (HIV-1). اندماج الغشاء - عملية خلوية أساسية ضرورية للبلعمة ، كثرة الكريات الحويصلية والاتجار الحويصلي - هو طريقة أساسية لدخول الفيروسات المغلفة التي تستخدم مسارات الالتقام أو غير الداخلية. يتم تنظيم العملية وتتوسط فيها بروتينات الغشاء بمجرد أن تكون الأغشية قريبة من بعضها البعض. بالنسبة للفيروسات المغلفة وغير المغلفة ، يتضمن الدخول إلى الخلايا تغييرات توافقية مهمة لبروتينات الدخول الفيروسية أو مستقبلات الخلايا المضيفة ، والتي تحدث بسبب انخفاض درجة الحموضة داخل الجسم.يمكن أن يحدث هذا إما عن طريق الاختراق (للفيروسات غير المغلفة) أو الاندماج (للفيروسات المغلفة). بعد الدخول إلى الخلية المضيفة ، يتم نقل العديد من الفيروسات ، بما في ذلك HIV-1 و SV40 ، عبر السيتوبلازم كمجمعات بروتين نووي. تسمح إشارات التوطين النووي المعرضة للسطح على مركب البروتين النووي باستهداف النواة والدخول إليها ، وإصابة الخلايا غير المنقسمة.

أ | الالتقام الخلوي بوساطة الكلاذرين ، على سبيل المثال ، الفيروس الغدي. يمكن أن يحدث الالتقام الخلوي بواسطة الكهوف أيضًا ، على سبيل المثال ، SV40. ب | الاندماج في غشاء الخلية ، على سبيل المثال ، فيروس نقص المناعة البشرية ، يمكن أن يحدث الاندماج أيضًا من داخل الجسيم الداخلي ، على سبيل المثال ، الأنفلونزا.

يمكن تعزيز دخول الفيروسات مثل SV40 ، و echovirus 1 (EV1) ، و HIV-1 ، وفيروس الحصبة ، وفيروس الإيبولا ، وفيروس Epstein-Barr (EBV) ، عن طريق النطاقات الدقيقة الدهنية ، والمعروفة باسم LIPID RAFTS 4،5. يمكن للفيروسات الأخرى ، بما في ذلك الإنفلونزا ، استخدام أطواف الدهون كمنصة لتركيز عدد كافٍ من الجزيئات الفيروسية في الفيروسات من أجل الخروج الفعال من خلية واحدة والدخول إلى خلية أخرى 6. ومع ذلك ، فإن اندماج فيروس Semliki Forest (SFV) أو فيروس Sindbis (SIN) مع LIPOSOMES لا يتطلب طوافات ، ويمكن أن يكون وجود الطوافات مثبطًا للانصهار الغشائي 7. لا يزال يتعين تحديد ما إذا كانت الطوافات متورطة في دخول الخلايا المعدية لـ SFV و SIN 8.

تدخل بعض الفيروسات الخلايا من خلال التلامس المباشر من خلية إلى أخرى ، باستخدام الهياكل التي يتم تشكيلها بواسطة الهيكل الخلوي المستقطب ، وجزيئات الالتصاق والبروتينات الفيروسية عند تقاطع الخلية المصابة ، والتي تُعرف باسم "المشبك الفيروسي" 9. الانتقال المباشر للفيروسات من خلية إلى خلية بهذه العملية - على سبيل المثال ، الفيروسات القهقرية (مثل فيروس سرطان الغدد الليمفاوية التائية البشرية من النوع 1 (HTLV-1) وفيروس نقص المناعة البشرية -1) ، وفيروسات الهربس (مثل فيروس الهربس البسيط (HSV ) وفيروس الحماق النطاقي) وفيروسات الجدري (مثل فيروس اللقاح) - غير مفهومة جيدًا. في كثير من الحالات ، ليس من الواضح ما إذا كان الانتقال من خلية إلى أخرى عن طريق هذا المسار ينطوي على اندماج الغشاء أو الاختراق ، أو النقل المباشر للفيروس عبر تقاطعات الخلايا. الانتقال الفعال والسريع من خلية إلى خلية لبعض الفيروسات ، مثل HIV-1 ، يمكن أن تتوسطه فيروسات تتبرعم أو تم إطلاقها للتو في الفراغ بين الخلايا المتفاعلة القريبة أو عن طريق الاندماج من خلية إلى خلية . قد يحمي الانتقال من خلية إلى أخرى الفيروسات من إجراءات الجهاز المناعي ويمكن أن يكون طريقًا مهمًا للانتقال في الجسم الحي.

يمكن لفيروسات مثل HIV-1 وفيروس شلل الأطفال أن تدخل الخلايا وتخرج منها دون عبور الأغشية من خلال عملية تُعرف باسم transcytosis 10. يتم استخدام Transcytosis - النقل الحويصلي من جانب واحد من الخلية إلى الجانب الآخر - بواسطة الكائنات متعددة الخلايا لنقل المواد بشكل انتقائي (عادةً الجزيئات الكبيرة) عبر الخلايا بين بيئتين دون تعديلها. اغتصبت الفيروسات هذه الآلية لعبور حاجز الخلايا الظهارية وإصابة الخلايا الأساسية.

تختلف حركية وكفاءة الدخول اختلافًا كبيرًا بين فيروسات من عائلات مختلفة ، وبين فيروسات داخل عائلة ، وبين فيروسات داخل جنس وحتى بين عزلات من نفس النوع. يمكن لبعض الفيروسات ، مثل النمط المصلي 2 للفيروس المرتبط بالغدية (AAV-2) و SFV والإنفلونزا ، عبور الأغشية الباطنية بسرعة كبيرة (خلال ثوانٍ) ، ويمكن أن تكون كفاءة الدخول أكبر أو أكثر من 50٪ (والتي يعني أن 50٪ من الفيروسات المصاحبة تدخل الخلايا). يمكن لفيريونات AAV-2 المفردة عبور الأغشية في أقل من ثانية 11 وفريونات الإنفلونزا الفردية تعبر الأغشية في أقل من ثانية واحدة أو أكثر 12،13. تستغرق الفيروسات الأخرى ، مثل HIV-1 ، دقيقة واحدة أو أكثر لدخول الخلايا ، وتكون كفاءة الدخول ضعيفة مقارنة بـ AAV-2 - غالبًا ما تصل إلى 0.1٪ (المراجع 14 ، 15). قد تكون حركية وكفاءة دخول الفيروس مرتبطة بهيكل الفيروس ويبدو أنه يتم ملاحظة أفضل الخواص الحركية وكفاءة الدخول للفيروسات التي تستخدم درجة حموضة منخفضة كمحفز للدخول ولها هياكل مسطحة - مثل SFV. يمكن أن يندمج SFV المرتبط بالخلايا في ثوانٍ بكفاءة 80٪ (المرجع 16). يؤثر تكوين وتركيب الدهون الغشائية أيضًا على حركية وكفاءة دخول الفيروس.

يمكن للفيروسات غير المغلفة والمغلفة على حد سواء استخدام طاقة حالات METASTABLE في بروتينات الدخول الفيروسي لفضح التسلسلات الكارهة للماء 17،18 التي يمكن أن تزعزع استقرار أغشية الخلايا المضيفة. ومع ذلك ، بعد ذلك ، يؤدي تكوين وسائط مختلفة إلى تكوين مسام غشاء (في حالة الفيروسات غير المغلفة) أو مسام اندماج الغشاء (في حالة الفيروسات المغلفة) (الشكل 1). في كثير من الأحيان ، يمكن للتغيرات التوافقية في بروتين فيروسي واحد أن تتوسط في اندماج الغشاء. يمكن للفيروسات المغلفة أن تندمج مع غشاء البلازما أو من داخل الجسيم الداخلي. قد يشبه اختراق ودخول الفيروسات غير المغلفة دخول السموم ، مثل سم الجمرة الخبيثة 19. يحتوي دخول الفيروسات المغلفة على أوجه تشابه مع عمليات الاندماج داخل الخلايا ، مثل إفراز الخلايا 20.

التعرف على بنية الفيروس والمستقبلات

نتج عن تطور الفيروس العديد من الهياكل السطحية التي تتعرف على المستقبلات ، والتي غالبًا ما يكون لها نتوءات (مسامير) حوالي 10 نانومتر أو أكثر تتشكل بواسطة بروتينات الدخول - على سبيل المثال ، فيروسات كورونا (الشكل 2 د) و AAVs (الشكل 2 ب) - أو الأخاديد - على سبيل المثال ، فيروس picornaviruses Human rhinovirus 14 (HRV14) 21 وفيروس شلل الأطفال 22 (الشكل 2 أ). غالبًا ما تكون الفيروسات غير المغلفة صغيرة ومستقرة ، ويمكن أن تشكل بلورات تنحرف إلى دقة جيدة ، لذلك تم حل هياكل عدد كبير نسبيًا من الممثلين من عائلات فيروسات مختلفة في هذه المجموعة عن طريق علم البلورات بالأشعة السينية إلى دقة عالية - عادةً حوالي 2. على النقيض من ذلك ، لم يتم نشر سوى عدد قليل من الهياكل الكاملة للفيروسات المغلفة - على سبيل المثال ، SFV 23 (الشكل 2 ج) وفيروس حمى الضنك 24 ، والتي تم حلها بدقة لا تزيد عن 9 Å عن طريق الفحص المجهري الإلكتروني.

أ | هيكل جسيم فيروس شلل الأطفال 160S. مستنسخة بإذن من المرجع. 106 © (2000) الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة. ب | الطوبولوجيا السطحية للفيروس المرتبط بالغدة 2. المسامير البارزة ملونة باللون الأبيض. مستنسخة بإذن من المرجع. 105 © (2002) الأكاديميات الوطنية للعلوم ، الولايات المتحدة الأمريكية. ج | هيكل فيروس Semliki Forest. يعكس نظام الألوان المسافة الشعاعية من مركز الفيريون ، حيث يزداد من الأزرق إلى الأحمر. مستنسخة بإذن من المرجع. 23 © (2000) إلسفير ساينس. د | هيكل فيروس كورونا المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (سارس). يحتوي جسيم الفيروس التاجي على إسقاطات سطحية على شكل مضرب - تُعرف باسم المسامير. إن جزيئات فيروس Adeno المرتبط بالفيروس 2 و Semliki Forest (ليس الحجم) قابلة للمقارنة في الحجم مع فيروس شلل الأطفال. مستنسخة بإذن من المرجع. 107 © (2003) جمعية ماساتشوستس الطبية.

هيكل بروتينات دخول الفيروس. عادةً ما تكون بروتينات الدخول المرتبطة بالفيروس عبارة عن أوليغومرات غليكوزيلاتي - على سبيل المثال ، بروتين فيروس التهاب الدماغ الذي يحمله القراد المتماثل (TBE) ، وألياف الفيروس الغدي المتماثل ، وإنفلونزا هيماجلوتينين (HA) (الشكل 3). من غير المرجح أن تتفاعل البروتينات المرفقة لبعض الفيروسات - على سبيل المثال ، الفيروسات الغدية والفيروسات القهقرية - بشكل كبير مع بعضها البعض ، في حين أن بروتينات دخول الفيروسات الأخرى - بما في ذلك فيروسات ألفا ، مثل SFV - تشكل مقادير غير متجانسة مع بروتينات أخرى وتتفاعل مع بعضها البعض على نطاق واسع تشكل شبكة من البروتينات المتفاعلة (الشكل 2 ج). يتكون CAPSID الكامل للعديد من الفيروسات غير المغلفة - على سبيل المثال فيروسات البيكورنايروس 14 (HRV14) 21 وفيروس شلل الأطفال 22 (الشكل 2 أ) - من خلال شبكة من البروتينات المتفاعلة التي تشارك في الدخول.

أ | تتبع الشريط الخاص ببروتين التعلق بفيروس reovirus σ1. مستنسخة بإذن من المرجع. 108 © (2003) وايلي. ب | تتبع الشريط من ألياف الفيروسات الغدية. مستنسخة بإذن من المرجع. 22 © (1985) الرابطة الأمريكية للعلوم. كلا البروتين المرفق ريوفيروس σ1 (أ) وألياف الفيروسات الغدية (ب) هم homotrimers. تظهر المونومرات الثلاثة في كل أداة تقليم باللون الأحمر والبرتقالي والأزرق. كلا البروتينين لهما شكل الرأس والذيل ، مع مجال حلزوني ثلاثي يشكل الذيل ومجال شطيرة ثماني الجديلة يشكل الرأس. ج | 26. مستنسخة بإذن من المرجع. 38 © (2000) المراجعات السنوية. د | نموذج لبنية بروتين F (RSV-F) لفيروس الجهاز التنفسي التنفسي ، والذي يعتمد على تجانس تسلسل الأحماض الأمينية مع بنية بروتين F 27 لفيروس مرض نيوكاسل. مستنسخة بإذن من المرجع. 110 © (2003) Elsevier Science.

تختلف طوبولوجيا بروتينات الدخول الفيروسي عن تلك التي تشكل النتوءات والتي تشتمل على جذع ورأس كروي (الشكل 3) - على سبيل المثال فيروسات reovirus و Adenovirus و orthomyxoviruses و paramyxoviruses - إلى تلك التي تشكل هياكل "مسطحة" نسبيًا ، على سبيل المثال ، فيروسات ألفا (عائلة togaviridae) (الشكل 2 ج). يمتد التشابه بين طبولوجيا البروتينات المرتبطة بالفيروسات غير المغلفة والفيروسات الغدانية إلى هياكلها ثلاثية الأبعاد على الرغم من أن تسلسل الأحماض الأمينية لهذين البروتينين لا يشتركان في أي تشابه في التسلسل 25 (الشكل 3 أ ، ب). يشير التشابه بين الهياكل ثلاثية الأبعاد ، جنبًا إلى جنب مع الحفاظ على الوظيفة ، إلى وجود سلف مشترك لهذه البروتينات ، ولكنه لا يمنع التطور المتقارب. أوجه التشابه العامة بين طبولوجيا البروتينات المرتبطة بالفيروسات غير المغلفة والفيروسات الغدانية ، وبين طوبولوجيا ENVELOPE GLYCOPROTEINS (Envs) من الفيروسات المغلفة ، مثل الأنفلونزا HA 26 وبروتين الانصهار الفيروسي التنفسي (RSV) (الذي يحتوي على تم التنبؤ به بناءً على تشابه التسلسل مع بروتين الاندماج المتماثل لفيروس مرض نيوكاسل (NDV) 27) بشكل ملحوظ ، خاصة بسبب عدم وجود هوية تسلسل الأحماض الأمينية بين هذه البروتينات (الشكل 3). ومع ذلك ، فإن جذوع البروتينات المرتبطة بالفيروسات الغدية والفيروسات الغدانية يتم تثبيتها بواسطة حلزونات ثلاثية ، في حين يتم تثبيت سيقان الإنفلونزا HA والفيروس التنفسي F البروتين بواسطة لفائف ملفوفة حلزونية ، مما يشير إلى أن هذه الفيروسات لها أسلاف مختلفة. تتشابه تراكيب بروتينات flavivirus E المغلفة من TBE 28 وفيروس حمى الضنك 29 وبروتين فيروس ألفا SFV E1 30 المغلف مع بعضها البعض ، والتي قد تشير ، بالاقتران مع وظائف مماثلة ، إلى وجود سلف مشترك لبروتينات الدخول فيروسات الفلافي و الفيروسات الألفي 30. تم تقسيم بروتينات دخول الفيروس إلى فئتين تعتمدان على عدة معايير ، بما في ذلك آلية العمل ، وما إذا كان البروتين الداخل مشقوقًا وما إذا كان البروتين الداخل معقدًا ببروتينات فيروسية أخرى. تم تصنيف Envs التي تحتوي على ملفات ملفوفة ، مثل الأنفلونزا HA ، وبروتين اندماج الفيروسة المخاطانية F وبروتين سكري HIV 160 (gp160) ، من الفئة I FUSION PROTEINS وتم تصنيف Envs of alphaviruses and flaviviruses من الدرجة الثانية بروتينات الاندماج 30،31.

تحتوي بروتينات الدخول الفيروسي على تسلسلات متنوعة من الأحماض الأمينية ، ولكن العديد من تلك التي تم حل الهيكل من أجلها تحتوي على أشكال هيكلية ثلاثية الأبعاد مماثلة - على الرغم من أن الهيكل العام يمكن أن يكون مختلفًا. يُلاحظ هذا بشكل خاص بالنسبة للفيروسات غير المغلفة ، حيث تحتوي البروتينات الفيروسية التي تتعرض للبيئة وتتعرف على جزيئات المستقبل من العديد من فيروسات النباتات والحشرات والثدييات على نفس البنية الأساسية الأساسية ، والتي تتكون من 8 براميل β تقطعت بهم السبل مع هلام -عزر التمرير 18. على الرغم من أنه تم حل عدد قليل فقط من هياكل Env ، يبدو أنها قد تستخدم أنواعًا مماثلة من الأشكال البنيوية مثل الفيروسات غير المغلفة للتعرف على الخلايا المضيفة. يحتوي الرأس الكروي لأفضل Env الفيروسي تميزًا والذي يتوسط الدخول - HA لأنفلونزا orthomyxovirus - على بنية من النوع-برميل 26 (الشكل 3). يتكون رأس بروتين NDV F ، من مجال شطيرة من نوع β من الغلوبولين المناعي ومجال ورقة β شديدة الالتواء 32. شظايا من Envs آخرين - HSV glycoprotein D 33 والمجال المرتبط بمستقبلات فيروس سرطان الدم الفأري (Fr-MLV) 34 - تحتوي أيضًا على هياكل برميلية تشبه الطية الشبيهة بالجلوبيولين المناعي. يشير تحليل هذا العدد المحدود من الهياكل إلى أن الفيروسات تستخدم أطرًا محفوظة من صفائح مرتبطة بحلقات متغيرة يمكن أن تسمح بالتكيف السريع مع المستقبلات الجديدة. الهياكل البلورية الثلاثة الأخرى للأشعة السينية لـ Envs مع مجالات ربط المستقبلات في حالة غير منضمة هي شظايا قابلة للذوبان من Envs الرئيسي لفيروسي flavivirus TBE 28 وفيروس حمى الضنك 29 ، وجزء من E1 من SFV 30 ، والتي تحتوي في الغالب على β- خيوط. معظم هذه السلاسل معبأة في صفائح ، بما في ذلك برميل ذو ستة خيوط في المجال الثاني ، وطيعة برميلية تشبه الغلوبولين المناعي في المجال الثالث والتي يمكن أن تكون مهمة للربط بالمستقبلات الخلوية.

التعرف على مستقبلات الفيروس في الخلايا المضيفة. على الرغم من أن مستقبلات الفيروسات لها تسلسلات وهياكل ووظائف خلوية متنوعة 35،36 ، هناك تفضيل للجزيئات التي تشارك في التصاق الخلية والتعرف عليها من خلال التفاعلات العكسية والمتعددة التكافؤ التي يحددها AVIDITY. قد تكون الفيروسات قد تطورت لتلتصق بمستقبلات خلوية وفيرة ، أو لترتبط بالمستقبلات الخلوية التي لها ألفة منخفضة نسبيًا لروابطها الطبيعية ذات التقارب العالي 37 أو لترتبط بمستقبلات لها كلتا الخاصيتين (الجدول 2).

يمكن أن تختلف تفاعلات التعرف على المستقبلات بين الفيروسات المختلفة - وحتى العزلات المختلفة لنفس الفيروس - بشكل كبير. عادةً ما تتضمن تفاعلات الارتباط منخفضة التقارب (μM – mM) بين بروتينات التعلق الفيروسي ومستقبلاتها المشابه مساحة صغيرة من التفاعل بين المستقبلات الفيروسية والخلوية ولا تؤدي إلى تغييرات توافقية في بروتينات الدخول. على سبيل المثال ، ربط الإنفلونزا HA و SV40 بحمض السياليك 38. تتضمن التفاعلات عالية التقارب (nM-pM) مع مستقبلات الفيروس مساحة كبيرة من التفاعل (حوالي 10 نانومتر 2) بين المستقبلات الفيروسية والخلوية ، وغالبًا ما تنطوي على تغييرات توافقية كبيرة. على سبيل المثال ، يؤدي ارتباط HIV-1 gp120 إلى CD4 وواحد من CO-RECEPTORS CCR5 أو CXCR4 ، وفيروس شلل الأطفال بـ CD155 ، إلى تغييرات توافقية 18،39. أحد الاستثناءات هو الارتباط عالي التقارب لألياف الفيروسات الغدية بمستقبلات فيروس كوكساكي الغدي (CAR) ، والذي لا يتضمن تغييرات توافقية كبيرة (الشكل 4).

أ | تمثيل السطح الجزيئي للواجهة بين مقبض الفيروس الغدي 12 (Ad12) ومستقبلات فيروس كوكساكي D1 (CAR D1). يُظهر الشكل اثنين من مونومرات مقبض Ad12 المتجاورة ، معروضة على الواجهة بين جزيئات Ad12 و CAR D1 وملونة على مقياس من الأصفر (ملامسة CAR D1) إلى الأحمر (لا يوجد اتصال مع CAR D1). يتم مشاركة الذرات الملامسة لـ CAR D1 بين مونومرين Ad12. من المرجع. 111 © (1999) الرابطة الأمريكية للعلوم. ب | سطح التلامس لمستقبلات HIV-1 gp120 و CD4. يظهر سطح gp120 باللون الأحمر ، والسطح الذي يبعد 3.5 Å عن مستقبل CD4 (المسافة من سطح إلى مركز الذرة) موضح باللون الأصفر. من المرجع. 39 © (1998) Nature، Macmillan Magazines. ج | تفاعل فيروسات الأنف وفيروس شلل الأطفال مع مستقبلاتهم. مقارنة ارتباط فيروس شلل الأطفال بمستقبله CD155 وفيروس الأنف المرتبط بمستقبله ICAM-1. يوضح الشكل كثافة الإلكترون لجزيء CD155 المرتبط بفيروس شلل الأطفال (أخضر) ، والسطح الجزيئي لفيروس شلل الأطفال (أصفر) ، بما في ذلك الوادي ، وجزيء IC1 المرتبط بفيروس شلل الأطفال (أحمر). تم تركيب هياكل فيروس شلل الأطفال وفيروس الأنف لتكوين الشكل. مستنسخة بإذن من المرجع. 112 © (2000) مطبعة جامعة أكسفورد. د | التغيير التوافقي لجزء البروتين السكري القابل للذوبان D (gD285). تُظهر اللوحة اليسرى جزء gD285 ، في معقد مع وسيط دخول فيروس الهربس A (HveA). يمكن رؤية الجزء الأميني الطرف من دبوس الشعر الرابط HveA (الأحمر) يتفاعل مع المخلفات 224-240 من حلزون ألفا من gD285 (أبيض). تعرض اللوحة اليمنى gD285 غير مُجند. من المرجع. 33 © (2003) الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة.

يمكن أن يقع موقع ارتباط المستقبلات عالية التقارب في شق عميق (أو كانيون) على البروتين الفيروسي ، كما هو الحال في فيروسات بيكورنا ، أو يمكن أن يحتوي على حلقات وتجاويف وقنوات ، مثل مقبض الفيروس الغدي و HIV gp120 (الشكل. 4). بدلاً من ذلك ، يقع موقع ارتباط مستقبلات HveA على HSV-1 بروتين سكري D على امتداد طرفي أميني عند حافة واحدة من جزيء البروتين السكري D بدلاً من تجميعه من أجزاء عديدة من تسلسل البروتين السكري D ، كما هو الحال بالنسبة لسطح ربط نموذجي أو جيب ملزم. يخضع لتغييرات توافقية عند الارتباط بالمستقبل 33. لا يوجد ارتباط بين بنية بنية بروتين الدخول الفيروسي وهيكل المستقبل الخلوي. يمكن للفيروسات من نفس العائلة ، مثل الفيروسات القهقرية ، الارتباط بمستقبلات خلوية مختلفة ، ويمكن أن يعمل الجزيء الخلوي نفسه ، على سبيل المثال ، حمض السياليك ، كمستقبل للعديد من الفيروسات المختلفة.

يمكن أن تكون التغييرات المطابقة الناتجة عن التفاعلات مع مستقبل واحد مطلوبة لفضح موقع الارتباط لمستقبل آخر ، على سبيل المثال ، يؤدي التفاعل بين CD4 و gp120 إلى التعرض لموقع ارتباط عالي التقارب لمستقبل مشترك (عادةً CCR5 أو CXCR4) على HIV-1 gp120. في هذه الحالة ، يعمل CD4 كمستقبل "مرفق" يضمن ارتباطًا محددًا بالخلايا التي تعبر عن CD4 ويعمل المستقبل المشترك كمستقبل "اندماج" يؤدي إلى تغييرات توافقية تؤدي إلى التعرض لتسلسلات الانصهار. في بعض سلالات HIV-1 ، يمكن للمستقبلات المشتركة التوسط في كل من الارتباط والاندماج في غياب CD4. يمكن أيضًا بدء الدخول عن طريق الارتباط بمستقبل منخفض التقارب ، مثل كبريتات الهيبارين ، متبوعًا بتفاعلات تقارب أعلى. يبقى دور العديد من المستقبلات في الدخول دون حل أو مثير للجدل. يبدو أن الدخول إلى الخلايا من خلال التفاعلات مع أكثر من مستقبل واحد يستخدم على نطاق واسع من قبل الفيروسات ، وخاصة لإصابة أنواع معينة من الخلايا في الجسم الحي. في حالة عدم وجود مستقبل خلوي معين ، تم أيضًا تحديد مستقبلات الفيروسات البديلة لبعض الفيروسات. على سبيل المثال ، يمكن أن يدعم الجالاكتوزيل سيراميد 40 ومشتقاته الكبريتية (الكبريتيد) عدوى HIV-1 منخفضة المستوى في بعض خطوط الخلايا السلبية CD4 ، على الرغم من دور هذه المستقبلات البديلة في الجسم الحي تبقى مجهولة.

على الرغم من أن عدد المستقبلات المحددة للفيروسات البشرية قد ازداد بسرعة خلال العقدين الماضيين 41،42،43،44،45،46 ، تظل معظم مستقبلات الفيروسات غير مميزة ، ولا يوجد سوى عدد قليل من هياكل الأشعة السينية البلورية أو المجهرية الإلكترونية. دخول البروتينات المعقدة مع المستقبلات (الشكل 4). يعد تحديد المستقبلات الجديدة أمرًا مهمًا لفهم التواء الفيروس ، والإمراضية وآليات الدخول. في الآونة الأخيرة ، تم تحديد مستقبل فيروس كورونا المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (SARS-CoV) - الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2) - بعد أشهر فقط من اكتشاف الفيروس 47 ، وتم توطين مجال ربط المستقبلات بالأمينو. - مخلفات الحمض 303-537 من بروتين دخول SARS-CoV 48.

تتأثر وظيفة مستقبلات الفيروس بتنظيم الغشاء.تمت دراسة أطواف الدهون بشكل مكثف لتحديد أي دور محتمل في دخول الفيروس 5. على الرغم من تميز الطوافات بشكل جيد ، إلا أن دورها في دخول الفيروس مثير للجدل. توضح الدراسات حول دخول HIV-1 الخلافات التي لا تزال قائمة فيما يتعلق بدور الطوافات في دخول الفيروس. يؤدي استنفاد الكوليسترول معًا وتثبيط تخليق الغليكوسفينجوليبيد إلى تقليل كفاءة اندماج الغشاء بوساطة HIV-1 - عادةً بحوالي ضعفين - مما قد يشير إلى التأثيرات على اندماج الغشاء بسبب اختلال سلامة الطوافة 5. يبدو أن مكوني glycosphingolipids Gb3 و GM3 يتفاعلان مع gp120 في وجود CD4 ، مما قد يشير أيضًا إلى أن الطوافات متورطة في إدخال HIV-1. ومع ذلك ، تشير البيانات الحديثة إلى أن الإصابة بفيروس HIV-1 لا تعتمد على وجود CD4 و CCR5 في الطوافات ، وقد تم اقتراح أن الكوليسترول يعدل دخول HIV-1 بواسطة آلية مستقلة ، ربما تتعلق بدمج الغشاء أو تعديل المستقبل المشترك. تجليد 50. على الرغم من أن الدور الدقيق للطوافات في الخلايا المضيفة التي تعبر عن المستقبل مثير للجدل ، فقد أظهرت التجارب الحديثة بوضوح أهمية الأطواف في اندماج الغشاء عن طريق تجميع أعداد كافية من جزيئات HA للإنفلونزا في أطواف يبلغ قطرها 200-280 نانومتر. لذلك ، يبدو أنه في كل من الخلايا التي تعبر عن المستقبلات وتعبِّر عن Env ، فإن وظيفة الطوافات تتمثل أساسًا في زيادة التركيزات المحلية للجزيئات التي تشارك في الدخول. قد لا يوفر الجليكوسفينجوليبيدات الأساس الهيكلي لتكوين الطوافة فحسب ، بل قد يتفاعل أيضًا بشكل مباشر مع بروتينات الدخول الفيروسي وجزيئات المستقبلات الخلوية.

التغييرات التوافقية لبروتينات الدخول

بعد التعرف على المستقبلات ، تخضع بروتينات الدخول الفيروسي لتغييرات توافقية ملحوظة تدفع عملية الدخول إلى الاكتمال. إحدى الفرضيات هي أن دخول البروتينات من العديد من الفيروسات ، بما في ذلك فيروس شلل الأطفال والإنفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية و TBE و SFV ، تكون في حالة طاقة عالية غير مستقرة 17،18. ومع ذلك ، أظهرت القياسات المسعرية التفاضلية الحديثة أن الكشف عن الأنفلونزا HA عند درجة الحموضة المحايدة هي عملية ماصة للحرارة ، والتي قد تشير إلى أنها ليست في حالة عالية الطاقة غير مستقرة. وفقًا لفرضية الحالة المستقرة ، يمكن أن يوفر ارتباط المستقبلات أو تغيير الأس الهيدروجيني (أو ربما كلا الحدثين 53،54 ، ولكن هذا الاحتمال محل نقاش 55) طاقة التنشيط المطلوبة للتغلب على حواجز الطاقة من أجل وصول بروتين الدخول الفيروسي إلى حالة مستقرة مواتية بقوة. تُستخدم طاقة الانتقال إلى هذه الحالة لإخراج التسلسلات من الأجزاء الداخلية لبروتينات الدخول التي يمكن أن تزعزع استقرار الأغشية. يؤدي الانتقال الهيكلي لبروتين دخول الفيروس والعمل اللاحق للتسلسل الخارجي المزعزع للاستقرار إلى تكوين مسام الغشاء ومسام اندماج الغشاء.

الفيروسات المغلفة: الصنف الأول والفئة الثانية وبروتينات الاندماج غير المصنفة. النموذج الأولي لبروتين الاندماج من الدرجة الأولى هو إنفلونزا HA. ربما تكون أكثر وسائط الاندماج تميزًا هي الملفات الملفوفة الحلزونية التي تتكون من شظايا من بروتينات الاندماج لفيروسات orthomyxo- و paramyxo- و retro- و filo و Coronavirus 38،56،57. يُعتقد أن هذه الهياكل تمثل أدنى حالة للطاقة ، والتي يتم الوصول إليها بعد سلسلة من التغييرات التوافقية التي تحدث عن طريق ارتباط المستقبلات أو انخفاض درجة الحموضة. بالإضافة إلى تكوين ملفات ملفوفة أثناء الاندماج ، تنضج Envs من العديد من هذه الفيروسات عن طريق الانقسام التحلل للبروتينات السليفة لإنتاج وحدات فرعية مثبتة بالغشاء ، والتي تحتوي على ببتيدات اندماج N-terminal ، ولكن بعض فيروسات كورونا ، بما في ذلك SARS-CoV ، لم يتم تشققها وتبقى متقاربة طوال عملية الاندماج 30،31. يشارك ملف مشابه ، لكن أربعة تقطعت به السبل ، ملفوف في عدد من عمليات الاندماج داخل الخلايا ، والتي تشمل اندماج الحويصلة المشبكية 20. على الرغم من أن تكوين الملفات الملفوفة لا رجوع فيه ، إلا أنه يتضمن بعض الخطوات القابلة للعكس - على سبيل المثال ، في حالة الأنفلونزا HA 58. التفاصيل الجزيئية للمسار الذي يؤدي إلى تكوين هذه الهياكل ليست مفهومة تمامًا ، ولكنها تتضمن العديد من الوسائط التي يمكن تمييزها عن طريق القياسات الحركية والتحليل الهيكلي 56،59 (الشكل 5). قد تشير محاكاة الديناميكيات الجزيئية للتحولات التوافقية للإنفلونزا HA الناتجة عن التغيير من درجة الحموضة المحايدة إلى درجة الحموضة المنخفضة إلى أن التفكك الكامل للمجالات الكروية لبروتينات HA يمكن أن يعرض الببتيدات الاندماجية ويعيد توجيه الببتيدات نحو الهدف الغشاء ، والذي يتوافق مع فرضية التغيير التوافقي المحملة بنابض 60.

أ | تمثيل تخطيطي لنموذج عمل لدمج الغشاء الفيروسي بوساطة بروتينات الاندماج من الفئة الأولى. يتم عرض فيروس الإنفلونزا ، الذي يتم استيعابه في جسيم داخلي ، كمثال. في الحالة الأصلية لبروتين الاندماج - وهو عبارة عن أداة تقليم - تتعرض معظم الوحدة الفرعية السطحية (الخضراء). جزء من الوحدة الفرعية عبر الغشاء ، بما في ذلك الببتيد الانصهار ، غير مكشوف. بعد ظروف تنشيط الاندماج ، تحدث تغييرات توافقية من أجل "تحرير" الببتيد الانصهار (الأحمر) من موقعه غير المكشوف سابقًا. في حالة أنفلونزا HA ، يحدث هذا بواسطة آلية "زنبركية". يمتد الوسيط "قبل دبوس الشعر" على غشاءين - مع مجال الغشاء الموضوعة في الغشاء الفيروسي وببتيد الاندماج الذي يتم إدخاله في غشاء الخلية المضيفة. يشكل الوسيط قبل دبوس الشعر مقصًا من دبابيس الشعر ، ويحدث اندماج الغشاء ، مما يؤدي إلى تكوين المسام وإطلاق الجينوم الفيروسي في السيتوبلازم. تم التعديل بإذن من المرجع. 56 © (2001) المراجعات السنوية. ب | التغييرات التوافقية لبروتينات الاندماج الفيروسي من الدرجة الثانية والدخول. هيكل شظايا بروتين سكري اندماج الفئة الثانية من فيروس حمى الضنك 29. تبدأ سلسلة البولي ببتيد في المجال المركزي (المجال الأول ، الأحمر) ، وهو عبارة عن ثمانية برميل β تقطعت بهم السبل مع طوبولوجيا صعودًا وهبوطًا. يشكل إدخالان طويلان بين الخيوط في المجال المركزي مجال dimerization (المجال II ، الأصفر). مجال الكاربوكسي الطرفي (المجال الثالث ، الأزرق) عبارة عن برميل متوازي مع طوبولوجيا تشبه الغلوبولين المناعي ، والتي يتم تثبيتها بثلاثة جسور ثاني كبريتيد. يتم تمييز تعريف المجال أيضًا على تسلسل الببتيد (أعلى). أثناء الدخول ، يتم إعادة تنظيم هيكل القلة. يتم عرض تكوين البروتينات السكرية لفيروس حمى الضنك على سطح الفيريون عند درجة الحموضة المحايدة والتكوين المقترح عند درجة الحموضة المنخفضة. تظهر البروتينات السكرية E على شكل أسطوانات صفراء والببتيد الانصهار أخضر. مستنسخة من المراجع 24،29 © (2002) إلسفير (2003) الأكاديميات الوطنية للعلوم.

لا يتم شق بروتينات الانصهار من الفئة الثانية بشكل بروتيني ولها ببتيدات اندماج داخلية بدلاً من N-terminal الانصهار 30،31. يتم تصنيعها كمركب مع غشاء ثانٍ للبروتين السكري ، وتنشيط إمكانات الانصهار لبروتينات الانصهار من الدرجة الثانية ينطوي على انقسام هذا البروتين الإضافي. كشفت دراسة البلورات بالأشعة السينية لثلاثة بروتينات اندماج من الدرجة الثانية - البروتينات E من TBE وفيروس حمى الضنك ، وبروتين E1 الخاص بـ SFV - عن طية مشتركة لهذه البروتينات ، والتي لا علاقة لها هيكليًا ببروتينات الاندماج الفيروسي من الفئة الأولى. تنثني بروتينات الانصهار من الفئة الثانية على شكل مغاير مع البروتين السكري المصاحب (المرافق) - على سبيل المثال ، pE2 مع pE1 في فيروسات ألفا و prM مع pE في فيروسات flavivirus - وتشكل شبكة بروتين على السطح الفيروسي. تؤدي التغييرات التوافقية المغزلية إلى تفكك قابل للانعكاس للثنائيات لإطلاق المونومرات ، تليها إعادة ارتباط لا رجعة فيه إلى متجانسات ثابتة في وجود أغشية (الشكل 5). على الرغم من أن فيروسات ألفا SFV و SIN تتطلب مكونات الغشاء من الكوليسترول والشحميات السفينغولية لربط وبدء التغييرات التوافقية ، فإن فيروس flavivirus TBE لا يتطلب هذه المكونات الغشائية - ولكن الارتباط بالأغشية المستهدفة وتقليص بروتين TBE E قد يتضمن تفاعلات مع الكوليسترول 61 .

على عكس بروتينات الاندماج من الصنف الأول والفئة الثانية ، يمكن عكس التغييرات التوافقية لبروتينات G لفيروس داء الكلب وفيروس التهاب الفم الحويصلي (عائلة rhabdoviridae) التي يسببها انخفاض درجة الحموضة ، مما يشير إلى أن انخفاض درجة الحموضة لا يؤدي إلى الانتقال من خلال حالة وسيطة عالية الطاقة 62،63. ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي التفاعلات مع الأغشية إلى تغييرات توافقية لا رجعة فيها. يمكن أن يندمج فيروس VSV وفيروس داء الكلب مع حويصلات دهنية نقية ، على الرغم من أن أيًا من الفيروسين لا يتطلب أي دهون محددة للاندماج. يمكن أن يوفر الانتقال بين حالات التوازن لبروتينات الدخول طاقة مجانية للتغلب على حاجز الانصهار الغشائي ، ولكن قد يتطلب تكوين موقع الاندماج العديد من أدوات التشذيب التي تعمل بشكل تعاوني أكثر من 5-6 التي تم تقديرها عادةً على أنها متورطة. تشترك بروتينات فيروسات rhabd في العديد من الخصائص المشتركة مع بروتينات الاندماج من الفئة الأولى (على سبيل المثال ، تحتوي على ببتيد اندماج داخلي ولا تترابط مع بروتينات أخرى على سطح الفيريون) وبروتينات الاندماج من الفئة الثانية (على سبيل المثال ، ليست مشقوقة وليس لها تسلسلات سباعية تنبؤية للملفات الملفوفة). لم يتم حل التركيب البلوري للأشعة السينية لبروتين rhabdovirus G ، ويبقى أن نرى ما إذا كان سيصبح العضو المؤسس لعائلة بروتين اندماج من الدرجة الثالثة الجديدة.

الفيروسات المغلفة: اندماج الغشاء. يتمثل أحد الأدوار المهمة للتغييرات المطابقة التي تخضع لها جميع فئات بروتينات الاندماج في التغلب على حواجز الطاقة لتمكين زعزعة استقرار الأغشية وتشكيل مسام الاندماج. يقدر حاجز الطاقة لانصهار VSV مع خلية بحوالي 42 كيلو كالوري مول 1 (المرجع 65). بالنسبة للطبقات الثنائية الدهنية الخالية من البروتين ، تكون طاقات التنشيط قابلة للمقارنة - تم الإبلاغ عن القيم المقدرة بـ 37 و 27 و 22 كيلو كالوري مول −1 لتشكيل وسيط أول قابل للانعكاس ، وتحويله إلى اندماج ثانٍ شبه مستقر ولا رجوع فيه - تكوين المسام ، على التوالي 66 ، مما يشير إلى أن الآليات الجزيئية الأساسية للاندماج الفيروسي قد تنطوي على إعادة ترتيب جزيئات دهنية مماثلة لتلك التي لوحظت في اندماج أغشية الدهون النموذجية.

كيف يتم استخدام الطاقة التي يتم إطلاقها من خلال التغييرات التوافقية للبروتين الفيروسي للتغلب على حواجز طاقة الانصهار الغشائي غير واضح. بالنسبة لبروتينات الاندماج من الدرجة الأولى ، فقد وجد مؤخرًا أن تكوين حزم من ستة حلزون يعمل على استقرار تكوين مسام الاندماج 67. مطلوب تغيير توافقي محمّل بنابض 68 (الشكل 5) ، ولكن قد لا يكون كافيًا ، للاندماج بوساطة HA ، ويمكن أن يعتمد الانتقال إلى مسام اندماج الغشاء ، جزئيًا ، على الإجراء اللاحق لببتيد الانصهار HA ومجال الغشاء 69. بالنسبة لبروتينات الاندماج من الدرجة الثانية ، تم اقتراح أن التغييرات التوافقية التي تسببها درجة الحموضة تؤدي إلى إدخال براميل من البروتين من الدرجة الثانية في الغشاء المضيف ، مما يؤدي بدوره إلى تكوين مسام الاندماج 24. يبدو أنه بمجرد أن توفر التغييرات التوافقية للبروتين الفيروسي طاقة كافية لتمكين توصيف الغشاء الوثيق (أقل من 1 نانومتر) وزعزعة الاستقرار ، يمكن أن يستمر تكوين مسام الاندماج من خلال الوسائط والسيقان والأغشية النصفية ، والتي قد تكون شائعة لجميع الفيروسات المعروفة عمليات الانصهار الغشاء 70.71. تتوافق البيانات التي تم الحصول عليها من فيروس باكولوفيروس gp64 مع هذه الفرضية 72.

تم اقتراح عدد من النماذج لتشكيل مسام الاندماج بواسطة مجمعات البروتين الدهني 52،70. لضمان نقل مركب البروتين النووي الفيروسي ، والذي يكون عادةً مستقرًا في المحلول ، يبدو أن البطانة الداخلية لمسام الاندماج يجب أن تكون محبة للماء. يتطلب تكوين مسام الانصهار أقل عدد (5-6) من بروتينات الدخول الفيروسية قليلة القسيمات لتشكيل مركب البروتين الدهني فوق الجزيئي. إنها عملية ديناميكية ويمكن أن تفتح المسام الصغيرة وتغلق بشكل عكسي. تعتمد نماذج تكوين المسام الاندماجية بشكل أساسي على الاندماج بوساطة إنفلونزا HA ، ولكن قد تثبت صحتها بشكل عام. يحدث توسيع مسام الاندماج الذي يسمح بنقل الجينوم إلى الخلية بآلية غير معروفة.

الفيروسات غير المغلفة: اختراق الغشاء. تظل آلية اختراق الفيروسات غير المغلفة غير مفهومة جيدًا ، على الرغم من أنها صغيرة نسبيًا وبسيطة في التركيب 18. يُفهم اندماج الفيروسات المغلفة الأكثر تعقيدًا بشكل أفضل بسبب أوجه التشابه بين الفيروسات والخلايا المغلفة - فكلاهما محاط بأغشية ولا يتطلب اندماجهما بالضرورة إعادة تنظيم مهمة لمركب البروتين النووي الفيروسي. على النقيض من ذلك ، إما أن الفيروس غير المغلف بالكامل يجب أن يعبر الغشاء ، أو يجب أن يخضع لتغييرات توافقية مهمة وينقل الجينوم عبر الغشاء. في الحالة الأخيرة ، يجب استخدام طاقة الحالة غير المستقرة ليس فقط لزعزعة استقرار غشاء الخلية ، ولكن أيضًا لإعادة تنظيم مجمع البروتين النووي بحيث يمكن إطلاق الجينوم من خلال الغشاء غير المستقر إما من خلال المسام أو الهياكل الأخرى. على الرغم من أن هياكل العديد من الوسائط الرئيسية في التغييرات التوافقية لبروتينات الدخول الفيروسي قد تم حلها الآن إلى الدقة الذرية ، فمن الواضح أنه لا يزال هناك الكثير لنتعلمه بسبب الصعوبات المرتبطة بدراسة التغييرات التوافقية السريعة فقط. بضع جزيئات من كل virion على خلفية أعداد كبيرة من جزيئات السطح على virion التي لا تخضع لتغييرات هيكلية.

دخول البروتينات والتسبب في المرض

لا يمكن للبروتينات الفيروسية أن تزعزع استقرار البلازما والأغشية الداخلية أثناء الدخول فحسب ، بل يمكنها أيضًا زعزعة استقرار الأغشية الأخرى داخل الخلايا التي يكون البروتين على مقربة منها إذا كان هناك محفز مناسب ، مثل مستقبلات ، أو انخفاض درجة الحموضة ، أو تركيز منخفض من الكالسيوم. على سبيل المثال ، تنشأ مثل هذه الظروف أثناء نقل البروتينات الفيروسية بعد تخليقها في الخلية المضيفة في حويصلات جولجي الحمضية. يبدو أن الفيروسات قد طورت استراتيجيات للتعامل مع هذه المشكلة. على سبيل المثال ، يمكن أن يوجد بروتين G من فيروسات rhabdovirus ، مثل داء الكلب و VSV ، في التوافقات الأصلية والمنشطة وغير النشطة. تم اقتراح أن الحالة غير النشطة تساعد على تجنب اندماج الغشاء أثناء نقل بروتين G 73. ومع ذلك ، يمكن أن يحفز HIV-1 Env تحلل الخلايا بعد التفاعل مع المستقبلات - ربما من خلال تعطيل الأغشية المهمة داخل الخلايا - لذا فإن طرق التعامل مع زعزعة استقرار وظائف الخلية ليست عالمية. إن أهمية تأثيرات اندماج الغشاء في التسبب في الأمراض البشرية غير واضحة. ربما لا تسبب الفيروسات التي تتكيف جيدًا مع مضيفيها تأثيرات ممرضة كبيرة يمكن أن تؤدي إلى تقليل إنتاج الفيروس. ومع ذلك ، فإن الفيروسات التي تصيب مضيفًا جديدًا ، مثل فيروس نقص المناعة البشرية والسارس ، قد لا تتكيف جيدًا مع هذا المضيف ، وقد تتسبب بروتينات الدخول الخاصة بها في حدوث تأثيرات CYTOPATHIC. يمكن أن يساهم اندماج الخلايا - ربما بوساطة Envs - بواسطة الفيروسات القهقرية الذاتية في الإصابة بالسرطان 75.

مثبطات الدخول والأجسام المضادة واللقاحات

يعتبر الدخول هدفًا جذابًا للتثبيط لأن آلية الدخول خارج الخلية وبالتالي يسهل على جزيئات الدواء الوصول إلى الأهداف داخل الخلايا. يمكن استهداف أي خطوة (خطوات) في عملية الدخول بواسطة مانع الدخول. تم العثور على أنواع مختلفة من الجزيئات ، مثل البروتينات والببتيدات والكربوهيدرات والجزيئات العضوية الصغيرة والأحماض النووية والتركيبات فوق الجزيئية ، بما في ذلك الجسيمات الشحمية والعاثية ، لمنع الدخول. ومع ذلك ، من بين أكثر من 30 عقارًا مضادًا للفيروسات 76 ، هناك مثبطان فقط للدخول - Synagis 77 و T-20 (المرجع 78) - تمت الموافقة عليهما من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) للاستخدام السريري (باستثناء الإنسان الجلوبيولين المناعي للاستخدام ضد التهاب الكبد A والحصبة ، والجلوبيولين المناعي البشري متعدد النكلات الخاص بالفيروس لاستخدامه ضد الفيروس المضخم للخلايا والتهاب الكبد B وداء الكلب وفيروس RSV واللقس والحماق النطاقي 79). يتم استخدام T-20 فقط (الذي يتم تسويقه على أنه enfuvirtide) لعلاج العدوى الفيروسية المستمرة (HIV-1). يستخدم الجسم المضاد أحادي النسيلة المتوافق مع البشر Synagis (المعروف أيضًا باسم palivizumab) للوقاية من عدوى RSV عند الولدان والأفراد الذين يعانون من نقص المناعة. T-20 ليس جزيءًا صغيرًا - يُنظر إليه على أنه "المعيار الذهبي" للدواء - ولكنه ببتيد لا يمكن تناوله عن طريق الفم. أظهر مثبط دخول جزيء عضوي صغير (بليكوناريل) نتائج واعدة لعلاج الالتهابات التي تسببها فيروسات البيكورنا التي تسبب نزلات البرد 80 ، ولكن لم تتم الموافقة عليها من قبل إدارة الغذاء والدواء بسبب المخاوف بشأن التفاعلات المحتملة مع الأدوية الأخرى - على الرغم من وجود تركيبات مختلفة في الوقت الحالي يتم تقييمها للاستخدام في الأمراض التي تهدد الحياة. في الوقت الحاضر ، هناك عدد من المركبات في التجارب السريرية ، بما في ذلك الجزيئات العضوية الصغيرة التي ترتبط بمستقبل HIV-1 المشترك CCR5 ، كما يتم اختبار مثبطات الدخول للتأكد من فعاليتها كمبيدات ميكروبية.

التحديات في تطوير مثبطات دخول الفيروس. تشمل المشاكل الرئيسية في تطوير مثبطات الدخول الفعالة إنتاج طفرات فيروسية مقاومة لمثل هذه الأدوية ، وقوة منخفضة في الجسم الحي والآثار الجانبية السامة. على الرغم من أن هذه المشاكل شائعة في تطوير أدوية أخرى مضادة للفيروسات (والسرطان) وتحد من فعاليتها ، فإن تطوير مثبطات الدخول قد يواجه أيضًا تحديات محددة. تطورت الفيروسات لتتعرف على المستقبلات الخلوية وتدخل الخلايا على الرغم من وجود الجهاز المناعي المضيف. يجب أن تربط الأجسام المضادة التي تظهر تأثيرات مثبطة على دخول الفيروس الفيروسات التي طورت بالفعل عددًا من الاستراتيجيات للتهرب المناعي ، بما في ذلك استخدام الحلقات المتغيرة المناعية وأسطح الربط التكميلية غير المكتملة ، وانسداد قليل القسيمات ، والارتباط بالجليكوزيل 81 ، والإخفاء التوافقي 82 والتفاعلات متعددة التكافؤ. بعض المشاكل المتأصلة في تصميم أي مثبط تشكل تحديًا بشكل خاص لأولئك المستهدفين لدخول الفيروس ، مثل تثبيط تفاعلات البروتين والبروتين عالية التقارب بواسطة الجزيئات الصغيرة. هناك إستراتيجية أخرى تستخدمها الفيروسات لمواجهة عمل الأجسام المضادة ومثبطات الدخول الأخرى وهي الانتقال المباشر للفيروسات من خلية إلى أخرى ، والتي تتجنب أو تقلل من تعرض الفيروس لمثبطات غير مصممة لاختراق الأغشية أو الحواجز الأخرى. قد يكون هذا أحد الأسباب المهمة للفعالية المنخفضة التي لوحظت في الجسم الحي قوية خلاف ذلك في المختبر مثبطات. ربما تكون فعالية المثبط المنخفضة جنبًا إلى جنب مع معدل طفرة الفيروس العالية هي المشكلة الأكثر تحديًا في تطوير مثبطات الدخول.

على الرغم من أن التقدم السريع في فهمنا للآليات الهيكلية لدخول الفيروس يعد بأساليب جديدة يمكن أن "تتفوق بذكاء" على الفيروس ، لم يتم حتى الآن تطوير أي مثبطات دخول أو بروتوكولات علاج في الاستخدام السريري على أساس التنبؤات التي قدمتها النماذج الهيكلية ، و لا يزال المصدر الرئيسي للمثبطات الجديدة من فحص مكتبات كبيرة من الجزيئات العضوية الصغيرة والمنتجات الطبيعية والببتيدات والأجسام المضادة. ومع ذلك ، كانت هياكل بروتينات الدخول لا تقدر بثمن لتطوير فهمنا لآليات التثبيط وينبغي أن تسمح بمزيد من التحسين للمثبطات.يبدو من المحتمل أن التصميم المعتمد على الهيكل عاجلاً أم آجلاً سوف ينتج عنه مثبطات دخول ستكون قيد الاستخدام السريري.

وسيطة دخول محفوظة كأهداف لمثبطات مثبطات متعددة التكافؤ ونُهج أخرى. يتمثل أحد اتجاهات البحث التي يمكن أن تسرع في وصول مثبطات الدخول إلى العيادات في تطوير المركبات التي تتفاعل مع الوسطاء المحفوظة لعملية الدخول أو مع هياكل البروتين التي ، عند الارتباط بالمستقبلات ، تؤدي إلى إحداث تغييرات توافقية تؤدي إلى التكوين من هؤلاء الوسطاء الدخول. عادةً ما تكون هذه المواد الوسيطة مكشوفة بشكل عابر ، لذلك قد لا تكون الفيروسات قد طورت استراتيجيات لتجنب المثبطات التي تستهدف هذه الهياكل. بالإضافة إلى ذلك ، عادةً ما تكون المواد الوسيطة المحفوظة مهمة لدخول الفيروس ومن المفترض أنه لا يمكن استبدالها بسهولة بهياكل أخرى بعد حدوث طفرة.

مثال على التصميم الناجح لمثبط الدخول الذي يظهر دليلًا على المفهوم هو بروتين 5-Helix ، الذي يتداخل مع وسيط محفوظ في إدخال HIV-1 (المرجع 83). أحد الأمثلة ذات الصلة هو فئة من الببتيدات يمكن أن يكون لها تطبيقات واسعة على العديد من الفيروسات التي تحتوي على بروتينات اندماج من الدرجة الأولى. تُشتق الببتيدات من مناطق بروتينات الاندماج (يتكرر heptad) التي لديها ميل لتشكيل لفائف ملفوفة والتي تعمل كوسائط اندماج وتمكين قلة البروتينات. يُشتق T-20 (المعروف أيضًا باسم DP178) من منطقة سباعي الكربوكسي الطرفية في HIV-1 gp41 وأظهر نشاطًا مثبطًا قويًا في الجسم الحي 78. الببتيدات المماثلة من الفيروسات الأخرى ، بما في ذلك HTLV-1 و RSV وفيروس الحصبة وفيروس Nipah وفيروس Hendra وفيروس الإيبولا و SARS-CoV ، هي أيضًا مرشحات واعدة لمثبطات الدخول. ومع ذلك ، يتم تثبيط فيروس الإيبولا فقط بتركيزات عالية جدًا ، ولا يتم تثبيط الاندماج بوساطة HA للأنفلونزا وقد لا يتم تثبيط عدوى السارس أيضًا (K. Bossart و C. Broder ، الاتصال الشخصي) ، ربما بسبب طريق الدخول الداخلي. من هذه الفيروسات. على الرغم من أن الببتيدات لها سمات واعدة معينة ، بما في ذلك الحجم الصغير نسبيًا الذي قد يضمن اختراقًا جيدًا مقترنًا بتقارب الارتباط العالي ، إلا أن نقص التركيبات الفموية والعمر النصفي القصير والسمية المحتملة والمناعة قد يحد من تطبيقها.

في الآونة الأخيرة ، تم تحديد جزيء صغير ، BMS-378806 ، يمنع دخول مجموعة واسعة من عزلات HIV-1 بآلية تُعزى إلى التنافس مع مستقبل CD4 للارتباط بـ gp120 (المرجع 84). ومع ذلك ، فقد منع هذا المركب دخول عزلة واحدة من HIV-1 (HIV-1JRFL) مع IC50 1.5 نانومتر ، وربط CD4 بـ gp120 من نفس العزلة باستخدام IC50 من 100 نانومتر. لذلك ، عند التركيزات المثبطة ، لا يتداخل BMS-378806 مع ربط CD4 ، مما يشير إلى آلية مثبطة مختلفة. عن طريق القياس مع مثبطات دخول فيروس بيكورنا ، مثل بليكوناريل ، قد يمنع BMS-378806 دخول HIV-1 من خلال الارتباط بالبنى المحفوظة التي تعتبر مهمة للتغييرات المطابقة التي يجب أن يخضع لها gp120 للدخول الفيروسي 80. لم يتم تحديد المثبطات القوية الخاصة بالفيروس لخطوة دمج الغشاء الفيروسي.

الاتجاه الواعد الآخر هو تطوير مثبطات متعددة التكافؤ يمكنها التغلب على المشاكل التي تسببها طفرة البروتينات الفيروسية لتفادي التثبيط لأن المثبطات متعددة التكافؤ ترتبط بعدة مناطق من نفس (أو مختلفة) البروتين (البروتينات) على سطح الفيروس. أحد الأمثلة على المثبط متعدد التكافؤ هو المستقبلات المتعددة الذوبان للأنفلونزا و HIV-1 (المرجع 82) ، وهي مثبطات قوية للدخول في المختبر وإلى حد ما ، في الجسم الحي. يمكن أن يؤدي استخدام مثبطات الدخول مجتمعة أو كبروتينات اندماج إلى زيادة الكفاءة. أخيرًا ، فإن تحسين الأساليب الحالية للتصميم القائم على الهيكل من خلال حساب مرونة البروتين ودينامياته في الارتباط بالروابط 85 ، ومن المؤكد أن طرق فحص المثبطات 86،87 ستوسع نطاق المثبطات المحتملة التي يمكن اختبارها.

تحييد الأجسام المضادة وتصميم مناعة اللقاح. عادةً ما تمنع الأجسام المضادة المحايدة دخول الفيروس عن طريق منع ارتباط الفيروس بالخلية أو عن طريق الارتباط بوسائط الدخول 88،89،90. تم استخدام الغلوبولين المناعي البشري المكون من أجسام مضادة مركزة تم جمعها من البلازما البشرية المجمعة بنجاح كعلاج وقائي للعدوى الفيروسية ، بما في ذلك داء الكلب والتهاب الكبد A و B والحصبة والنكاف والحماق والفيروس المضخم للخلايا والفيروسات الشريرة. يمكن للأجسام المضادة أن تمنع العدوى تمامًا ، ولكن بمجرد ظهور العدوى فإنها تكون علاجًا أقل فعالية. إن الجسم المضاد الوحيد النسيلة الوحيد في الاستخدام السريري اليوم لعلاج مرض فيروسي - Synagis (MEDI-493) - أقوى من الغلوبولين المناعي متعدد النسيلة المستخدم حاليًا ، وهو فعال على نطاق واسع ضد العديد من العزلات السريرية RSV من النوع A و B 91. يرتبط ببروتين F من RSV مع تقارب عالٍ (3 نانومتر) ويمنع دخول الفيروس واندماج الخلايا في المختبر مع IC50 من حوالي 0.1 ميكروغرام مل -1. يبدو أن فعالية Synagis في الجسم الحي يرتبط بدرجة عالية من الارتباط والفعالية لهذا الجسم المضاد في المختبر 94. ومع ذلك ، لم يكن لدى Synagis فعالية إكلينيكية قابلة للقياس بعد الإعطاء كجرعة وريدية واحدة 15 مجم كجم -1 للرضع الذين تم إدخالهم إلى المستشفى مصابين بعدوى RSV ، على الرغم من أنها قللت بشكل كبير من تركيزات RSV في رشاش القصبة الهوائية 92.

تشير الهياكل البلورية للأشعة السينية لفيروس الأنف 21 وفيروس شلل الأطفال 22 إلى آلية محتملة يمكن من خلالها لفيروسات بيكورنا تجنب تحييد الأجسام المضادة من خلال طفرة بقايا الأحماض الأمينية غير المحفوظة المحيطة بموقع ربط المستقبلات - وادي بعمق 2 نانومتر وعرضه 2 نانومتر (الشكل 4 ج). تم الافتراض في البداية أن بقايا الأحماض الأمينية المحفوظة في الوادي لا يمكن الوصول إليها بواسطة الأجسام المضادة ، ومع ذلك ، فقد تبين لاحقًا أن الجسم المضاد المعادل بشدة ، Fab17 ، يمكن أن يخترق عميقًا داخل الوادي المرتبط بالمستقبلات من خلال الخضوع لتغيير تكوين كبير دون إحداث توافق. التغييرات في الفيروس 90،93. بشكل غير عادي ، ليس فقط البقايا المتغيرة للغاية ولكن أيضًا البقايا من منطقة إطار Fab17 تتصل بالوادي. آلية أخرى رائعة للتعرف المناعي للفيروسات هي محاكاة المستقبلات المكتشفة مؤخرًا عن طريق التعديل اللاحق للترجمة (كبريتات التيروزين) للأجسام المضادة (المرجع 94 Huang، C. وآخرون. ، مخطوطة قيد الإعداد). يبدو أن أي سطح فيروسي يمكن الوصول إليه يمكن التعرف عليه بواسطة الأجسام المضادة. يمكن للفيروسات المتغيرة بسرعة أن تفلت من الأجسام المضادة المعادلة حتى لو ارتبطت بالبنى الضرورية لتكاثر الفيروس ، مثل مواقع ربط المستقبلات ، ما لم ترتبط بملفات شخصية متطابقة بقوة 95. يعتمد ما إذا كان الفيروس سينجو من تحييد الأجسام المضادة على التفاعل بين تقارب الجسم المضاد (الشغف) وحركية الارتباط ومعدل التوليد والتركيز ومعدل الطفرة الفيروسية واللياقة. تعد طفرات الحلقات الهيكلية المناعية التي تشكل مواقع ربط الأجسام المضادة والطفرات التي تؤدي إلى تغييرات في ارتباط قليل السكاريد ببروتينات الدخول الفيروسي آليات شائعة تتجنب الفيروسات بواسطتها تحييد 90،96.

عادةً ما تؤدي طفرات المخلفات المحفوظة التي لها دور في آلية الدخول إلى تقليل العدوى أو فقدانها. يمكن أن يكون للأجسام المضادة أو مشتقاتها التي ترتبط بحلقات حيث تساهم البقايا معظم طاقة الربط إمكانية كمثبطات دخول. عادةً ما يتم حفظ الحواتم التي يتم كشفها بعد ارتباط الفيروس بالمستقبلات جيدًا - على سبيل المثال ، حواتم 17b 39 و X5 (المرجع 97) على HIV-1 gp120. قد تكون إحدى المشكلات المحتملة في استخدام الأجسام المضادة كمثبطات للدخول في هذه الحالة هي الوصول المحدود إلى حالة ارتباط ما بعد المستقبل لبروتين الدخول الفيروسي نظرًا للحجم الكبير نسبيًا للجسم المضاد بأكمله. قد يؤدي حل هذه المشكلة وغيرها من المشكلات إلى تطوير أجسام مضادة قوية معادلة على نطاق واسع والتي يمكن أن تحد من توليد فيروسات مقاومة ، خاصة إذا تم استخدام هذه المثبطات مع أجسام مضادة أخرى أو جزيئات مثبطة.

توجد العديد من الفيروسات ، وخاصة فيروسات الحمض النووي الريبي مثل HIV-1 ، على شكل أسراب من الفيروسات داخل فرد مصاب ، وقد تختلف اختلافًا كبيرًا في التسلسل بين العزلات. لذا ، فإن استنباط الأجسام المضادة القوية والمُعادلة على نطاق واسع هو هدف مهم لتطوير اللقاح. توجد بالفعل أجسام مضادة قوية ومحايدة على نطاق واسع لـ HIV-1 Env - على سبيل المثال ، b12 و 2G12 و 447-52D و X5 و 2F5 و 4E10 / Z13. ومع ذلك ، استنباط هذه الأجسام المضادة في الجسم الحي لم ينجح. يمكن أن يساعد تحديد الأجسام المضادة المحايدة على نطاق واسع وتوصيف حواتمها في تصميم مناعة لقاح تكون قادرة على استنباط هذه الأجسام المضادة المعادلة في الجسم الحي - ما يسمى بـ retrovaccinology 89. في الوقت الحاضر ، تم تطوير جميع اللقاحات التي تنتج أجسامًا مضادة ضد بروتينات الدخول تجريبيًا باستخدام مستضد ، بدلاً من تصميم مناعة على أساس الأجسام المضادة المنتجة.

المزايا المهمة للأجسام المضادة البشرية كعلاجات هي سمية منخفضة أو لا تذكر إلى جانب الفاعلية العالية والعمر النصفي الطويل. ومع ذلك ، تشمل العيوب توليد طفرات فيروسية مقاومة للتحييد ، والوصول المحدود لجزيئات الأجسام المضادة الكبيرة إلى موقع تكاثر الفيروس ، ونقص التركيبات الفموية ، وارتفاع تكلفة الإنتاج والتخزين.

فسيولوجيا دخول الفيروس وإعادة الاستهداف

عادة ما ترتبط الفيروسات بالمرض. ومع ذلك ، يمكن أن تكون بعض الفيروسات مفيدة. قد يكون الفيروس القهقري الداخلي البشري W (HERV-W) ضروريًا في فسيولوجيا الإنسان - لتكوين المشيمة. إن HERV-W Env ، المعروف باسم syncytin ، هو مادة fusogenic وله دور في اندماج خلايا الأرومة الغاذية البشرية وتمايزها 98. وقد لوحظت جزيئات الفيروسات القهقرية في المشيمة ، جنبًا إلى جنب مع خلايا المشيمة المندمجة ، والتي تذكرنا شكليًا بالتخليق الناجم عن الفيروسات. قادت هذه الدراسات إلى الاقتراح القائل بأن العدوى الفيروسية القديمة ربما كانت حدثًا محوريًا في تطور الثدييات 99.

لطالما استخدمت الفيروسات لنقل الجينات إلى الخلايا. خلال العقد الماضي ، كان التطبيق المهم الآخر هو التوصيل الفيروسي للجينات والأدوية لعلاج السرطان. كان التحدي الرئيسي هو تطوير بروتينات دخول الفيروس لتوصيل الجزيئات إلى خلايا معينة بكفاءة عالية. لتحقيق هذا الهدف ، غالبًا ما يكون من المرغوب فيه هندسة فيروسات لا تصيب الخلايا التي تعبر عن المستقبل الأصلي ، ولكنها تستهدف بدلاً من ذلك خلية مفضلة. تُعرف هندسة بروتينات الدخول بهذه الطريقة بإعادة الاستهداف التحويلي 100.

تتمثل الطريقة البسيطة من الناحية المفاهيمية لإعادة التوجيه التحويلية في دمج البروتين الذي يحدد استواء الخلية في الفيروس المختار - المعروف باسم "النمط الكاذب" للفيروس. تم استخدام هذا في كل من الفيروسات القهقرية والفيروسات الغدية ، ولا يتطلب معرفة مسبقة بتفاعلات مستقبلات فيروسية معينة. في نهج ذي صلة ، يتم استخدام بروتينات الدخول الفيروسي لإنتاج مركبات توصيل الأدوية والجينات ، على سبيل المثال ، تم دمج بروتين F من فيروس سينداي في الجسيمات الشحمية لتكوين الفيروسات الفيروسية 101 وتم دمج بروتين L من التهاب الكبد B في مشتق الخميرة 102- مصل اللبن. تم تحقيق إعادة استهداف الفيروسات القهقرية والفيروسات الغدية و AAVs عن طريق اقتران بروتينات الدخول مع المحولات الجزيئية ، مثل الأجسام المضادة ثنائية النوعية التي لها خصائص ارتباط معينة بالمستقبلات. كان تعديل بروتينات الدخول بحيث يتم إلغاء خاصية الارتباط الطبيعي للمستقبلات ، أو تم دمج رابط لربط مستقبل بديل ناجحًا أيضًا في إعادة توجيه تروبيم الفيروس الغدي في ثقافة الخلية ، ولكن من غير المحتمل أن يعمل من أجل دخول الفيروسات التي تتطلب مستقبلات - التغييرات التوافقية الناتجة ، مثل الفيروسات القهقرية ، ما لم يتم فهم الآليات الجزيئية التفصيلية لتلك التغييرات التوافقية بشكل أفضل. يعتمد النهج ذو الصلة على مكتبات الفحص من Envs الخماسية من سلالات مختلفة من MLV 103 ، أو الببتيدات العشوائية التي يتم إدخالها في مواقع متسامحة في البروتينات الفيروسية ، مثل VP3 لـ AAV 104. يبدو هذا النهج واعدًا لاختيار نواقل محددة لإعادة الاستهداف. يمكن أن يساعد فهم بنية AAV 105 والفيروسات الأخرى في تحسين خصوصية وكفاءة إعادة الاستهداف. لا يزال من الصعب إعادة استهداف الفيروسات بآليات الدخول المعقدة التي تتضمن العديد من البروتينات ، مثل فيروسات الهربس وفيروسات الجدري.

التحديات ووجهات النظر

لا يزال توضيح الآليات الجزيئية وديناميكيات التغييرات المطابقة التي تدفع دخول الفيروس يمثل تحديًا كبيرًا. يتطلب تطوير مناهج جديدة لدراسة التغيرات التوافقية السريعة لعدد صغير من جزيئات البروتين المتفاعلة مع الأغشية والتي تحيط بها العديد من الجزيئات غير المتفاعلة. الهدف الأكثر واقعية هو تحديد هياكل البروتينات التي تتوسط في دخول جميع الفيروسات البشرية وتحديد المستقبلات الخلوية المماثلة. إذا استمر البحث بالوتيرة الحالية ، يمكن تحقيق هذا الهدف في غضون العقد المقبل. سيكون تحديد جميع المستقبلات الخلوية للفيروسات البشرية مساهمة مهمة في فهمنا لتطور الفيروس والتسبب في المرض. إن الطرق المختلفة ، وغير المتوقعة في كثير من الحالات ، التي يمكن أن تؤثر بها بروتينات الدخول على التسبب في المرض يمكن أن توفر فرصًا جديدة للتدخل. من المتوقع أن يساهم الهيكل العقلاني / التصميم القائم على الآلية لمثبطات الدخول والمناعة للقاح القادرة على إنتاج أجسام مضادة قوية ومحايدة على نطاق واسع من حواتم معروفة في تطوير علاجات ولقاحات مفيدة سريريًا. إن تطوير مجموعات من الأجسام المضادة وحيدة النسيلة البشرية ضد كل بروتين مرتبط بدخول جميع الفيروسات البشرية المسببة للأمراض يمكن أن يسرع من فهمنا لآليات الدخول ويساعد في مكافحة الأمراض الفيروسية. يثير التقدم الأخير في إعادة توجيه الفيروسات الآمال أيضًا في إمكانية تصميم آلات دخول يمكنها توصيل الجينات والجزيئات الأخرى إلى أي خلية تختارها.


قد تلعب اهتزازات بروتينات الفيروس التاجي دورًا في الإصابة بالعدوى

يتم توفير الصور للتنزيل على موقع مكتب MIT الإخباري للكيانات غير التجارية والصحافة وعامة الجمهور بموجب ترخيص Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives. لا يجوز لك تغيير الصور المقدمة ، بخلاف قصها حسب الحجم. يجب استخدام حد ائتمان عند إعادة إنتاج الصور إذا لم يتم توفير أحدها أدناه ، فامنح الصور إلى "MIT".

الصورة السابقة الصورة التالية

عندما يكافح شخص ما لفتح قفل بمفتاح لا يبدو أنه يعمل تمامًا ، فإن هز المفتاح قليلاً أحيانًا يساعد. الآن ، يشير بحث جديد من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى أن فيروسات كورونا ، بما في ذلك الفيروس الذي يسبب Covid-19 ، قد تستخدم طريقة مماثلة لخداع الخلايا للسماح للفيروسات بالداخل. قد تكون النتائج مفيدة في تحديد مدى خطورة السلالات أو الطفرات المختلفة لفيروسات كورونا ، وقد تشير إلى نهج جديد لتطوير العلاجات.

تتضمن الدراسات حول كيفية تفاعل البروتينات الشوكية ، التي تمنح الفيروسات التاجية مظهرها المتميز الذي يشبه التاج ، مع الخلايا البشرية عادةً آليات كيميائية حيوية ، ولكن في هذه الدراسة اتخذ الباحثون نهجًا مختلفًا. باستخدام المحاكاة الذرية ، نظروا في الجوانب الميكانيكية لكيفية تحرك البروتينات الشوكية وتغيير شكلها واهتزازها. تشير النتائج إلى أن هذه الحركات الاهتزازية يمكن أن تفسر إستراتيجية تستخدمها فيروسات كورونا ، والتي يمكن أن تخدع آلية قفل على سطح الخلية للسماح للفيروس بالمرور عبر جدار الخلية حتى يتمكن من اختطاف آليات التكاثر في الخلية.

وجد الفريق علاقة مباشرة قوية بين معدل وشدة اهتزازات المسامير ومدى سهولة اختراق الفيروس للخلية. ووجدوا أيضًا علاقة عكسية مع معدل الوفيات لفيروس كورونا معين. نظرًا لأن هذه الطريقة تعتمد على فهم التركيب الجزيئي المفصل لهذه البروتينات ، يقول الباحثون إنه يمكن استخدامها لفحص فيروسات كورونا الناشئة أو الطفرات الجديدة لـ Covid-19 ، لتقييم مخاطرها المحتملة بسرعة.

تم نشر النتائج التي توصل إليها أستاذ الهندسة المدنية والبيئية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ماركوس بوهلر وطالب الدراسات العليا ييوين هو ، اليوم في المجلة. شيء.

وفقًا لبويلر ، فإن جميع الصور التي نراها لفيروس SARS-CoV-2 مضللة بعض الشيء. يقول: "لا يبدو الفيروس على هذا النحو" ، لأنه في الواقع ، كل ما في الأمر على مقياس نانومتر للذرات والجزيئات والفيروسات "يتحرك ويهتز باستمرار. إنها لا تشبه تلك الصور الموجودة في كتاب الكيمياء أو موقع الويب ".

يتخصص مختبر Buehler في محاكاة الجزيئات البيولوجية وسلوكها ذرة تلو الأخرى. بمجرد ظهور Covid-19 وأصبحت المعلومات حول تركيبة بروتين الفيروس متاحة ، بدأ Buehler and Hu ، طالب الدكتوراه في الهندسة الميكانيكية ، في العمل لمعرفة ما إذا كانت الخصائص الميكانيكية للبروتينات قد لعبت دورًا في تفاعلها مع الإنسان. هيئة.

من الصعب للغاية ملاحظة الاهتزازات النانوية الدقيقة وتغيرات الشكل لجزيئات البروتين هذه بشكل تجريبي ، لذا فإن المحاكاة الذرية مفيدة في فهم ما يحدث. طبق الباحثون هذه التقنية للنظر في خطوة حاسمة في العدوى ، عندما يلتصق جسيم فيروسي مع طفراته البروتينية بمستقبلات خلية بشرية تسمى مستقبل ACE2. بمجرد أن ترتبط هذه النتوءات بالمستقبل ، فإن ذلك يفتح قناة تسمح للفيروس باختراق الخلية.

آلية الربط هذه بين البروتينات والمستقبلات تعمل شيئًا مثل القفل والمفتاح ، وهذا هو سبب أهمية الاهتزازات ، وفقًا لبويلر. يقول: "إذا كانت ثابتة ، فهي إما مناسبة أو غير مناسبة". لكن طفرات البروتين ليست ثابتة "فهي تهتز وتغير شكلها بشكل طفيف باستمرار ، وهذا مهم. المفاتيح ثابتة ، ولا تغير شكلها ، ولكن ماذا لو كان لديك مفتاح يغير شكله باستمرار - إنه يهتز ، ويتحرك ، ويتحول قليلاً؟ سوف يتناسبون بشكل مختلف اعتمادًا على كيف ينظرون إلى اللحظة التي نضع فيها المفتاح في القفل ".

ويرى الباحثون أنه كلما تغير "المفتاح" ، زادت احتمالية إيجاده المناسب.

قام Buehler و Hu بنمذجة الخصائص الاهتزازية لجزيئات البروتين هذه وتفاعلاتها ، باستخدام أدوات تحليلية مثل "تحليل الوضع العادي". تُستخدم هذه الطريقة لدراسة الطريقة التي تتطور بها الاهتزازات وتنتشر ، من خلال نمذجة الذرات ككتل نقطية متصلة ببعضها البعض بواسطة زنبركات تمثل القوى المختلفة التي تعمل فيما بينها.

ووجدوا أن الاختلافات في الخصائص الاهتزازية ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمعدلات المختلفة للعدوى والفتك لأنواع مختلفة من فيروسات كورونا ، المأخوذة من قاعدة بيانات عالمية لأرقام الحالات المؤكدة ومعدلات الوفيات. تضمنت الفيروسات التي تمت دراستها SARS-CoV و MERS-CoV و SATS-CoV-2 وطفرة واحدة معروفة لفيروس SARS-CoV-2 الذي أصبح منتشرًا بشكل متزايد في جميع أنحاء العالم.يقول بويلر إن هذا يجعل هذه الطريقة أداة واعدة للتنبؤ بالمخاطر المحتملة من فيروسات كورونا الجديدة التي تظهر ، كما ستظهر على الأرجح.

يقول هوو إنه في جميع الحالات التي درسوها ، فإن جزءًا مهمًا من العملية هو التقلبات في التأرجح التصاعدي لفرع واحد من جزيء البروتين ، مما يساعد على جعله متاحًا للارتباط بالمستقبل. "هذه الحركة لها أهمية وظيفية كبيرة" ، كما تقول. هناك مؤشر رئيسي آخر يتعلق بالنسبة بين حركتين اهتزازيتين مختلفتين في الجزيء. وتقول: "وجدنا أن هذين العاملين يظهران علاقة مباشرة بالبيانات الوبائية ، والعدوى بالفيروس وأيضًا القدرة المميتة للفيروس".

إن الارتباطات التي توصلوا إليها تعني أنه عندما تظهر فيروسات جديدة أو طفرات جديدة من الفيروسات الموجودة ، "يمكنك حجبها من الجانب الميكانيكي البحت" ، كما يقول هو. "يمكنك فقط إلقاء نظرة على تقلبات هذه البروتينات الشائكة ومعرفة كيفية عملها على الجانب الوبائي ، مثل مدى العدوى ومدى خطورة المرض."

من المحتمل أن توفر هذه النتائج أيضًا وسيلة جديدة للبحث حول العلاجات الممكنة لـ Covid-19 وأمراض فيروس كورونا الأخرى ، كما يقول بوهلر ، متكهنًا أنه قد يكون من الممكن العثور على جزيء من شأنه أن يرتبط بالبروتينات الشائكة بطريقة من شأنها أن تصلب. لهم والحد من اهتزازاتهم. قد تكون الطريقة الأخرى هي إحداث اهتزازات معاكسة لإلغاء الاهتزازات الطبيعية في المسامير ، على غرار الطريقة التي تقوم بها سماعات إلغاء الضوضاء بقمع الأصوات غير المرغوب فيها.

يقول بويلر إنه بينما يتعلم علماء الأحياء المزيد عن الأنواع المختلفة للطفرات التي تحدث في فيروسات كورونا ، ويحددون مناطق الجينوم الأكثر عرضة للتغيير ، يمكن أيضًا استخدام هذه المنهجية بشكل تنبؤي. يمكن محاكاة جميع أنواع الطفرات التي تظهر على الأرجح ، ويمكن وضع علامة على تلك التي لديها إمكانات أكثر خطورة بحيث يمكن تنبيه العالم لمراقبة أي علامات على الظهور الفعلي لتلك السلالات المعينة. يضيف Buehler ، "طفرة G614 ، على سبيل المثال ، التي تهيمن حاليًا على انتشار Covid-19 حول العالم ، من المتوقع أن تكون أكثر عدوى قليلاً ، وفقًا لنتائجنا ، وأقل فتكًا قليلاً."

يقول مهري أوزكان ، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد ، والذي لم يكن مرتبطًا بهذا البحث ، إن هذا التحليل "يشير إلى الارتباط المباشر بين السمات الميكانيكية النانوية ومعدل فتك وعدوى فيروس كورونا. أعتقد أن عمله يقود هذا المجال إلى الأمام بشكل كبير للعثور على رؤى حول آليات الأمراض والالتهابات ".

يضيف أوزكان أنه "إذا حدثت في ظل الظروف البيئية الطبيعية ، المرونة الشاملة ونسب الحركة المتوقعة في هذا العمل ، فإن تحديد مثبط فعال يمكنه قفل بروتين السنبلة لمنع الارتباط يمكن أن يكون الكأس المقدسة للوقاية من عدوى السارس- CoV-2 ، التي نحتاجها جميعًا الآن بشدة ".

تم دعم البحث من قبل MIT-IBM Watson AI Lab ، ومكتب البحوث البحرية ، والمعاهد الوطنية للصحة.


التسلسل الجيني لفيروس الأنفلونزا والتوصيف الجيني

تتغير فيروسات الإنفلونزا باستمرار ، في الواقع تخضع جميع فيروسات الإنفلونزا لتغييرات وراثية بمرور الوقت (لمزيد من المعلومات ، راجع كيف يمكن أن يتغير فيروس الإنفلونزا: & ldquoDrift & rdquo و & ldquoShift & rdquo). يتكون فيروس الإنفلونزا وجينوم rsquo من جميع الجينات التي يتكون منها الفيروس. يجري مركز السيطرة على الأمراض (CDC) مراقبة على مدار العام لفيروسات الإنفلونزا المنتشرة لمراقبة التغيرات في الجينوم (أو أجزاء من الجينوم) لهذه الفيروسات. يتم تنفيذ هذا العمل كجزء من المراقبة الروتينية للإنفلونزا في الولايات المتحدة وكجزء من دور CDC & rsquos كمركز متعاون مع منظمة الصحة العالمية (WHO) للمرجعية والبحوث حول الإنفلونزا. تلعب المعلومات التي يجمعها مركز السيطرة على الأمراض من دراسة التغيرات الجينية (المعروفة أيضًا باسم & ldquosubstitutions & rdquo & ldquovariants & rdquo or & ldquomutations & rdquo) في فيروسات الإنفلونزا دورًا مهمًا في الصحة العامة من خلال المساعدة في تحديد ما إذا كانت اللقاحات والأدوية المضادة للفيروسات ستعمل ضد فيروسات الإنفلونزا المنتشرة حاليًا ، فضلاً عن المساعدة لتحديد احتمالية أن تصيب فيروسات الإنفلونزا البشر بالعدوى.

يكشف تسلسل الجينوم عن تسلسل النيوكليوتيدات في الجين ، مثل الحروف الأبجدية في الكلمات. النيوكليوتيدات هي جزيئات عضوية تشكل لبنة بناء الوحدة الهيكلية للأحماض النووية ، مثل RNA أو DNA. تتكون جميع فيروسات الإنفلونزا من الحمض النووي الريبي أحادي السلسلة بدلاً من الحمض النووي ثنائي الشريطة. تتكون جينات الحمض النووي الريبي لفيروسات الإنفلونزا من سلاسل من النيوكليوتيدات التي ترتبط ببعضها البعض ويتم ترميزها بواسطة الأحرف A و C و G و U ، والتي ترمز إلى الأدينين والسيتوزين والجوانين واليوراسيل ، على التوالي. يمكن أن تكشف مقارنة تركيبة النيوكليوتيدات في جين فيروس واحد بترتيب النيوكليوتيدات في جين فيروس مختلف عن الاختلافات بين الفيروسين.

تعتبر الاختلافات الجينية مهمة لأنها يمكن أن تؤثر على بنية فيروس الأنفلونزا والبروتينات السطحية. تتكون البروتينات من متواليات من الأحماض الأمينية.

يمكن أن يؤثر استبدال أحد الأحماض الأمينية بآخر على خصائص الفيروس ، مثل مدى جودة انتقال الفيروس بين الأشخاص ، ومدى تأثر الفيروس بالعقاقير المضادة للفيروسات أو اللقاحات الحالية.

يكشف تسلسل الجينوم عن تسلسل النيوكليوتيدات في الجين ، مثل الحروف الأبجدية في الكلمات. يمكن أن تكشف مقارنة تركيبة النيوكليوتيدات في جين فيروس واحد بترتيب النيوكليوتيدات في جين فيروس مختلف عن الاختلافات بين الفيروسين.

تعتبر الاختلافات الجينية مهمة لأنها تؤثر على بنية فيروس الأنفلونزا والبروتينات السطحية. تتكون البروتينات من متواليات من الأحماض الأمينية.

يمكن أن يؤثر استبدال أحد الأحماض الأمينية بآخر على خصائص الفيروس ، مثل مدى جودة انتقال الفيروس بين الأشخاص ، ومدى تأثر الفيروس بالعقاقير المضادة للفيروسات أو اللقاحات الحالية.

فيروسات الأنفلونزا A و B - فيروسات الأنفلونزا الأولية التي تصيب الناس - هي فيروسات RNA تحتوي على ثماني شرائح جينية. تحتوي هذه الجينات على & lsquoinstructions & [رسقوو] لصنع فيروسات جديدة ، وهي & rsquos هذه التعليمات التي يستخدمها فيروس الأنفلونزا بمجرد إصابة خلية بشرية لخداع الخلية لإنتاج المزيد من فيروسات الأنفلونزا ، وبالتالي نشر العدوى.

تتكون جينات الإنفلونزا من سلسلة من الجزيئات تسمى النيوكليوتيدات التي تترابط معًا في شكل يشبه السلسلة. يتم تحديد النيوكليوتيدات بالأحرف A و C و G و U.

تسلسل الجينوم هي عملية تحدد ترتيب أو تسلسل النيوكليوتيدات (أي A و C و G و U) في كل من الجينات الموجودة في جينوم الفيروس و rsquos. يمكن أن يكشف تسلسل الجينوم الكامل عن تسلسل ما يقرب من 13500 حرف لجميع جينات الفيروس و rsquo الجينوم.

يقوم مركز السيطرة على الأمراض (CDC) كل عام بإجراء تسلسل كامل للجينوم على حوالي 7000 فيروسات إنفلونزا من العينات السريرية الأصلية التي تم جمعها من خلال المراقبة الفيروسية. يحتوي فيروس الأنفلونزا A أو B وجينوم rsquo على ثمانية أجزاء جينية تقوم بتشفير (أي تحديد بنية وخصائص) الفيروس و 12 بروتينًا ، بما في ذلك البروتينين السطحيين الأساسيين: Hemagglutinin (HA) و Neuraminidase (NA). يحدد فيروس الإنفلونزا والبروتينات السطحية الخصائص المهمة للفيروس ، بما في ذلك كيفية استجابة الفيروس لبعض الأدوية المضادة للفيروسات ، والفيروس والتشابه الجيني مع فيروسات لقاح الأنفلونزا الحالية ، وإمكانية إصابة فيروسات الإنفلونزا الحيوانية المصدر (أصل حيواني) بالعدوى البشرية المضيفة.

التوصيف الجيني

يقوم مركز السيطرة على الأمراض ومختبرات الصحة العامة الأخرى في جميع أنحاء العالم بتسلسل جينات فيروسات الأنفلونزا منذ الثمانينيات. يساهم مركز السيطرة على الأمراض في تسلسل الجينات في قواعد البيانات العامة ، مثل رمز GenBank الخارجي والأيقونة الخارجية للمبادرة العالمية حول مشاركة بيانات أنفلونزا الطيور (GISAID) , للاستخدام من قبل باحثي الصحة العامة. تسمح مكتبات التسلسل الجيني الناتجة لمراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها والمختبرات الأخرى بمقارنة جينات فيروسات الإنفلونزا المنتشرة حاليًا بجينات فيروسات الإنفلونزا القديمة والفيروسات المستخدمة في اللقاحات. تسمى عملية مقارنة التسلسلات الجينية التوصيف الجيني. يستخدم مركز السيطرة على الأمراض التوصيف الجيني للأسباب التالية:

  • لتحديد مدى ارتباط فيروسات الأنفلونزا ببعضها البعض وراثيًا
  • لمراقبة كيفية تطور فيروسات الانفلونزا
  • لتحديد التغيرات الجينية التي تؤثر على خصائص الفيروس. على سبيل المثال ، لتحديد التغييرات المحددة المرتبطة بانتشار فيروسات الأنفلونزا بسهولة أكبر ، مما يتسبب في مرض أكثر حدة ، أو تطوير مقاومة للأدوية المضادة للفيروسات
  • لتقييم مدى فعالية لقاح الإنفلونزا في الحماية من فيروس إنفلونزا معين بناءً على تشابهه الجيني مع الفيروس
  • لرصد التغيرات الجينية في فيروسات الأنفلونزا المنتشرة في الحيوانات التي يمكن أن تمكنهم من إصابة البشر.

تظهر الفروق النسبية بين مجموعة من فيروسات الأنفلونزا من خلال تنظيمها في رسم بياني يسمى a & lsquophylogenetic tree. & [رسقوو] أشجار النشوء والتطور لفيروسات الإنفلونزا تشبه أشجار العائلة (علم الأنساب) بالنسبة للإنسان. توضح هذه الأشجار مدى ارتباط الفيروسات الفردية ببعضها البعض. يتم تجميع الفيروسات معًا بناءً على ما إذا كانت جيناتها ونيوكليوتيداتها متطابقة أم لا. عادةً ما تعرض أشجار فيروسات الأنفلونزا النشوء والتطور مدى تشابه جينات الفيروسات و rsquo hemagglutinin (HA) أو النيورامينيداز (NA) مع بعضها البعض. كل تسلسل من فيروس إنفلونزا معين له فرع خاص به على الشجرة. يتم تمثيل درجة الاختلاف الجيني (عدد الاختلافات النوكليوتيدية) بين الفيروسات بطول الخطوط الأفقية (الفروع) في شجرة النشوء والتطور. كلما كانت الفيروسات متباعدة على المحور الأفقي لشجرة النشوء والتطور ، كلما كانت الفيروسات مختلفة وراثيًا عن بعضها البعض.

شكل. شجرة النشوء والتطور.

على سبيل المثال ، بعد تسلسل CDC لفيروس الأنفلونزا A (H3N2) الذي تم جمعه من خلال المراقبة ، يتم فهرسة تسلسل الفيروس مع تسلسلات فيروسية أخرى لها جين HA مشابه (H3) ، وجين مشابه NA (N2). كجزء من هذه العملية ، يقارن مركز السيطرة على الأمراض تسلسل الفيروس الجديد مع تسلسلات الفيروسات الأخرى ، ويبحث عن الاختلافات فيما بينها. ثم يستخدم مركز السيطرة على الأمراض شجرة النشوء والتطور لتمثيل مدى الاختلاف الجيني بين فيروسات A (H3N2) عن بعضها البعض.

يقوم مركز السيطرة على الأمراض والوقاية منها بإجراء التوصيف الجيني لفيروسات الأنفلونزا على مدار السنة. تُستخدم هذه البيانات الوراثية جنبًا إلى جنب مع بيانات توصيف مستضد الفيروس للمساعدة في تحديد فيروسات اللقاح التي يجب اختيارها لقاحات الأنفلونزا في نصف الكرة الشمالي أو نصف الكرة الجنوبي. في الأشهر التي سبقت اجتماعات استشارة لقاح منظمة الصحة العالمية في فبراير وسبتمبر ، يجمع مركز السيطرة على الأمراض فيروسات الأنفلونزا من خلال المراقبة ويقارن تسلسل الجينات HA و NA لفيروسات اللقاح الحالية مع تلك الخاصة بفيروسات الإنفلونزا المنتشرة. هذه إحدى الطرق لتقييم مدى الارتباط الوثيق بين فيروسات الإنفلونزا المنتشرة والفيروسات التي صُمم لقاح الإنفلونزا الموسمية للحماية منها. يمكن الكشف عن الاختلافات عندما يتم جمع الفيروسات وتوصيفها وراثيًا.

على سبيل المثال ، في بعض الأحيان على مدار الموسم ، تتغير الفيروسات المنتشرة وراثيًا ، مما يجعلها مختلفة عن فيروس اللقاح المقابل. هذا هو أحد المؤشرات على أنه قد يلزم اختيار فيروس لقاح مختلف لموسم الأنفلونزا القادم ولقاح rsquos ، على الرغم من أن العوامل الأخرى ، بما في ذلك نتائج توصيف المستضدات ، تؤثر بشدة على قرارات اللقاح. البروتينات السطحية لـ HA و NA لفيروسات الإنفلونزا هي مستضدات ، مما يعني أن الجهاز المناعي يتعرف عليها وقادرة على تحفيز الاستجابة المناعية ، بما في ذلك إنتاج الأجسام المضادة التي يمكن أن تمنع العدوى. يشير التوصيف المستضدي إلى تحليل تفاعل الفيروس و rsquos مع الأجسام المضادة للمساعدة في تقييم مدى ارتباطه بفيروس آخر.

طرق تسلسل جينوم الانفلونزا

تحتوي عينة واحدة من الأنفلونزا عديدة جزيئات فيروسات الإنفلونزا التي نمت في أنبوب اختبار والتي غالبًا ما يكون لها اختلافات جينية صغيرة مقارنة ببعضها البعض بين مجموعة الفيروسات الشقيقة.

تقليديا ، استخدم العلماء تقنية التسلسل تسمى & ldquothe Sanger reaction & rdquo لمراقبة تطور الإنفلونزا كجزء من المراقبة الفيروسية. يحدد تسلسل سانجر التسلسل الجيني السائد بين فيروسات الأنفلونزا العديدة الموجودة في العزلة. وهذا يعني أن الاختلافات الصغيرة في عدد الفيروسات الموجودة في العينة لا تنعكس في النتيجة النهائية. غالبًا ما يستخدم العلماء طريقة سانجر لإجراء تسلسل جزئي للجينوم لفيروسات الإنفلونزا ، بينما التقنيات الأحدث (انظر الفقرة التالية) مناسبة بشكل أفضل لتسلسل الجينوم الكامل.

على مدى السنوات الخمس الماضية ، كان مركز السيطرة على الأمراض يستخدم & ldquoNext Generation Sequence (NGS) & rdquo منهجيات ، والتي وسعت بشكل كبير كمية المعلومات والتفاصيل التي يمكن أن يوفرها تحليل التسلسل. يستخدم NGS الاكتشاف الجزيئي المتقدم (AMD) لتحديد تسلسل الجينات من كل فيروس في عينة. لذلك ، تكشف NGS عن الاختلافات الجينية بين العديد من جزيئات فيروسات الإنفلونزا المختلفة في عينة واحدة ، وتكشف هذه الطرق أيضًا عن منطقة الترميز الكاملة للجينوم. يمكن أن يفيد هذا المستوى من التفاصيل بشكل مباشر عملية صنع القرار في مجال الصحة العامة بطرق مهمة ، ولكن يجب تفسير البيانات بعناية من قبل خبراء مدربين تدريباً عالياً في سياق المعلومات الأخرى المتاحة. راجع مشاريع AMD: تحسين لقاحات الإنفلونزا لمزيد من المعلومات حول كيفية قيام NGS و AMD بإحداث ثورة في رسم خرائط جينوم الإنفلونزا في مركز السيطرة على الأمراض.


بروتين السنبلة القاتل ، خذ اثنين

منذ حوالي ثلاثة أسابيع ، بدأت مضادات الفاكسة في الإشارة إلى دراسة أجراها معهد Salk على أنها أكثر & # 8220proof & # 8221 أن بروتين سبايك المستخدم في لقاحات COVID-19 سام وقاتل. على سبيل المثال ، انظر إلى Alex Berenson ، & # 8220pandemic’s wrong man & # 8220 ، وهو يصرخ حول الدراسة:

مع استمرار التدخين ، فإن هذه الدراسة عالية الجودة. أظهرUCSanDiego والباحثون الصينيون أن # SARSCoV2 spike protein & # 8211 هو اللقاح الذي يجعلك تنتجه & # 8211 يمكن أن يتسبب في حد ذاته في أضرار جسيمة لجدران الأوعية الدموية. pic.twitter.com/Fk5DNZugzH

& [مدش] أليكس بيرينسون (AlexBerenson) 2 مايو 2021

لقد استمتعت عندما رأيت هذه التغريدات لرؤية بيرينسون يستخدم مصطلحًا مثل & # 8220off-target effects & # 8221 كما لو كان يعرف ما يعنيه بالفعل.

اتضح أن هذه الدراسة على خادم ما قبل الطباعة قد تم نشرها في Circulation Research. كما اتضح - مفاجأة! مفاجأة! - بالتأكيد لن أكون & # 8220 تدخين البندقية & # 8221 دليلاً على ادعاءات بيرينسون. على عكس حالة العديد من الأوراق التي اختارها مضادات الفكس لدعم مزاعمهم ، فليس الأمر أن الورقة مروعة أيضًا. ليست كذلك. إنها لائقة جدًا ، في الواقع ، على الأقل كدراسة أولية قائمة على الملاحظة. الأمر الأكثر إمتاعًا هو أن المؤلفين يصفون فيه صراحةً كيف أن عملهم يوضح في الواقع سبب فعالية اللقاحات التي تستخدم بروتين سبايك كمستضد ، كما يتضمن البيان الصحفي الصادر عن معهد سالك إخلاء مسؤولية من أن البروتينات الشائكة المصنوعة في الخلايا بواسطة فيروس السارس. 2 & # 8220 تتصرف بشكل مختلف تمامًا عن تلك المشفرة بأمان بواسطة اللقاحات & # 8221.

دع & # 8217s ننظر إلى الورقة نفسها. أول شيء سيلاحظه أولئك الذين لديهم إمكانية الوصول إلى الورقة هو مدى قصرها: ثلاث صفحات ، شكل واحد. هذا & # 8217s لأنه & # 8217s ليس ورقة بحثية كاملة ، بل رسالة بحثية. نتيجة لذلك ، & # 8217s لا يوجد قسم طرق تفصيلي ، والنتائج موصوفة بإيجاز شديد (بإيجاز شديد ، تروق لي). لأكون صريحًا ، بالنسبة لبعض التجارب ، نظرًا لقصر الورقة ، واجهت بعض الصعوبة في التفكير فيما فعله المحققون بالضبط. ومع ذلك ، سأبذل قصارى جهدي في محاولة التوضيح.

باختصار ، استخدم الباحثون & # 8220pseudovirus & # 8221 الذي كان محاطًا بـ & # 8220crown & # 8221 من بروتين سبايك ، مثل فيروس كورونا ، لكنه لم يحتوي على فيروس حقيقي ، أطلق عليه المؤلفون اسم Pseu-Spike. ما هو الفيروس الكاذب؟ سؤال معقول. باختصار ، الفيروس الكاذب هو بناء يحتوي على البروتينات الخارجية للفيروس المعني. توجد الآن مجموعة متنوعة من الفيروسات الكاذبة ، كما هو موضح في هذا المقال في The Scientist:

من بين هؤلاء ، تحول الباحثون إلى نماذج من العوامل الممرضة مثل الفيروسات الكاذبة والفيروسات الخيمرية التي يمكن دراستها بأمان في المختبرات بمستوى أقل من السلامة الحيوية (BSL) مما هو مطلوب لدراسة نسخة النوع البري ، في محاولة لتوسيع دراسة فيروس كورونا الجديد. . لا تتكاثر الفيروسات الكاذبة ، مما يجعلها غير ضارة ، ولكن من خلال استبدال بروتينات غلافها السطحي ببروتينات SARS-CoV-2 ، يمكن للباحثين استخلاص رؤى حول الطرق التي يصيب بها العامل الممرض الخلايا.

تم تطوير الفيروسات الكاذبة لأول مرة في الستينيات ، بعد أن بدأ العلماء في دراسة فيروس التهاب الفم الحويصلي (VSV) المعزول من الماشية. بالإضافة إلى التكاثر بشكل جيد في المزرعة ، علموا لاحقًا أن بروتين سطحه ، VSV-G ، يسهل الدخول إلى جميع الخلايا حقيقية النواة ، مما يجعل الفيروس ناقلًا مفيدًا ليس فقط باعتباره فيروسًا كاذبًا ولكن كوسيلة لنقل الحمض النووي إلى الخلايا للأغراض العلاجية . تم تطوير أول لقاح للإيبولا باستخدام منصة VSV ، وفي الآونة الأخيرة ، تم تصميم الفيروس للبحث عن الخلايا السرطانية وتدميرها.

منذ ذلك الحين ، حلت المنصات القائمة على فيروس نقص المناعة البشرية ، والتي ظهرت في الثمانينيات ، محل VSV باعتباره النموذج الأكثر شيوعًا لتطوير كل من الفيروسات الزائفة والخيمرية. على عكس جينوم الحمض النووي الريبي ذي الشريطة السلبية لـ VSV والذي يجب نسخه مرة واحدة داخل الخلية ، يمكن لجينوم الحمض النووي الريبي إيجابي الشريط لفيروس نقص المناعة البشرية أن يبدأ فورًا في الترجمة ، مما يجعل إنتاج الفيروسات الكاذبة القائمة على فيروس نقص المناعة البشرية أسرع. تم الآن استخدام فيروسات النماذج المعتمدة على فيروس نقص المناعة البشرية في العديد من التطبيقات نفسها مثل VSV ، مع قيام العلماء بتطبيقها على دراسة أمراض مثل الإيدز ، والسارس ، ومتلازمة الشرق الأوسط التنفسية ، والإنفلونزا.

أيضًا ، مقارنة بالفيروس الطبيعي ، يمكن للفيروس الكاذب أن يصيب الخلايا فقط في جولة واحدة ، وله نطاق مضيف واسع ، ومعيار عالي ، ولا يتم تعطيله بسهولة عن طريق مكمل المصل.

لسوء الحظ ، لم يتضح من الورقة البحثية أي من هذه المنصات تم استخدامها لإنتاج الفيروس الكاذب في التجارب أو كيف تم تطوير وإنتاج هذا الفيروس الكاذب. هذا هو نوع المعلومات التي ستصفها ورقة بحثية كاملة في قسم الأساليب وهي معلومات مهمة لتحديد ما إذا كان الفيروس الكاذب المستخدم نموذجًا جيدًا أم لا. في مشكلة أخرى مع هذه الورقة ، لم يصف المؤلفون أيضًا & # 8220mock virus & # 8221 الذي استخدموه كعنصر تحكم أو كيف تم إنشاؤه. نتيجة لذلك ، أجد صعوبة كبيرة في تفسير نتائجهم. في الإنصاف ، قد يكون بعض هذا الالتباس لأنني لست على دراية كبيرة به هذه نظام معين وليس لديه خلفية المعرفة حول المنهجية التي يفترض المؤلفون بوضوح أن القارئ يمتلكها. من ناحية أخرى ، في ورقة بحثية نُشرت في مجلة مثل Circulation Research ، وهي ليس مجلة علم الفيروسات ، وبالنظر بشكل خاص إلى أن هذه الورقة من المحتمل أن تصدر الأخبار ويتم إساءة استخدامها من قبل مضادات الفيروسات بعد إصدارها ، تفاصيل توضيحية تسمح للعلماء من المجالات الأخرى بمعرفة البيولوجيا الجزيئية (لكنهم ليسوا خبراء في هذا المجال ) لفهم ما تم القيام به أمر بالغ الأهمية. رسالة البحث لا تحقق هذا.

بصرف النظر عن اهتماماتي ، دعونا نلقي نظرة على التجارب. أخذ المؤلفون الفيروس الكاذب أو الفيروس الوهمي وغرسوه في القصبة الهوائية للهامستر السوري ، ثلاثة حيوانات لكل مجموعة تجريبية. لفت انتباهي جانب آخر من هذه الدراسة ، وهو كمية الفيروس المستخدمة ، 5 × 10 8 pfu. بالنسبة لأولئك منكم الذين لا يعرفون ماذا تعني & # 8220pfu & # 8221 ، فهي تعني & # 8220 وحدات تشكيل اللوح. & # 8221 بشكل أساسي هي مقياس لعدد جزيئات الفيروسات القابلة للحياة وجزيئات الفيروسات التي يمكن أن تصيب الخلايا وتسبب لوحة على طبقة متكدسة من الخلايا. هذا & # 8217s نصف مليار جسيم ، يمثل تحديًا فيروسيًا أكبر بكثير من مقدار إطلاق الفيروس لأي عدوى & # 8220natural & # 8221 بواسطة SARs-CoV-2.

باستخدام ما هو نظام اصطناعي للغاية ، قارن المؤلفون مستويات قائمة كاملة من علامات البروتين المتعلقة بإشارات الخلية والإجهاد التأكسدي في الهامستر الذي تمت معالجته بطريقة وهمية و Pseu-Spike ، بالإضافة إلى أنسجة الرئتين. لقد فزت & # 8217t في التفاصيل حول جميع العلامات التي تم فحصها ، ولكن بدلاً من ذلك سأعود إلى الوراء لأخذ نظرة أطول لأنه ليس من المهم أن يفهم الشخص العادي كل فسفرة هذا البروتين أو انتشار هذا البروتين الذي تم قياسه. (من السهل أيضًا أن تضيع في أعشاب دراسة مثل هذه.) كما ذكر ، وجد المؤلفون علامات التهاب في الحويصلات الهوائية (الأكياس الهوائية) للرئتين المعالجة بـ Pseu-Spike ، بما في ذلك الجدران السميكة والخلايا الالتهابية . قاموا بقياس مستويات البروتينات المختلفة التي اعتبروها ذات صلة:

AMPK (بروتين كيناز AMP المنشط) فسفوريلات ACE2 Ser-680 ، MDM2 (دقيقة مزدوجة من الفئران 2) تفرز ACE2 Lys-788 ، والتداخل بين AMPK و MDM2 يحدد مستوى ACE2. AMPK) ، pACE2 (phospho-ACE2) ، و ACE2 انخفضت لكن تلك الخاصة بـ MDM2 زادت (الشكل [B] ، i). علاوة على ذلك ، فإن الفسفرة التكميلية المتزايدة والمنخفضة لـ eNOS (البطانية NO synthase) Thr-494 و Ser-1176 أشارت إلى ضعف نشاط eNOS. تم إعادة تلخيص هذه التغييرات في تعبير pACE2 و ACE2 و MDM2 ونشاط AMPK في البطانة من خلال التجارب المختبرية باستخدام ECs الشريانية الرئوية المصابة بـ Pseu-Spike والتي تم إنقاذها عن طريق العلاج باستخدام N-acetyl-L-cysteine ​​، وهو مثبط لأنواع الأكسجين التفاعلي ( الشكل [ب] ، الثاني).

الترجمة: مقارنة بالفيروس الوهمي ، تغيرت الإشارة Pseu-Spike بسبب مستقبلات ACE2 ، وهذا ليس مفاجئًا نظرًا لأنه من المعروف منذ عام الآن أن البروتين المرتفع يلتصق بمستقبلات ACE2 من أجل الحصول على SARS-CoV-2 في الخلية. نتيجة لذلك ، كان هناك مستوى أقل من ACE2 في أنسجة رئة الهامستر التي عولجت بـ Pseu-Spike ، على الرغم من النظر إلى البقع الغربية في الشكل 1 ب ، فأنا لست معجبًا بشكل خاص بحجم الانخفاض في مستوى البروتين.

لوحظ أيضًا في رئة الهامستر المعالجة بـ Pseu-Spike انخفاض نشاط eNOS ، وهو إنزيم يولد أكسيد النيتريك ، بالإضافة إلى تلف الميتوكوندريا ، & # 8220power plants & # 8221 من الخلية. أجرى المؤلفون أيضًا التجارب نفسها في زراعة الخلايا وحدها باستخدام الخلايا البطانية الوعائية الرئوية (الخلايا التي تصطف داخل الشرايين في الرئة) ، وأفادوا أنهم أعادوا تلخيص نتائجهم ، على الرغم من أنهم استخدموا بروتين سبايك بتركيز عالٍ (4). ميكروغرام / مل). قاموا أيضًا باختبار ما إذا كانت هناك تغييرات مماثلة حدثت في الخلايا البطانية الوعائية المعدلة وراثيًا لصنع نسخة أكثر استقرارًا وأقل استقرارًا من ACE2. لقد فعلوا ، على الرغم من أن هذا مجرد إيحاء ، وليس دليلًا قويًا ، أن التحلل الناجم عن البروتين المرتفع لـ ACE2 هو الذي يؤدي إلى هذه التغييرات داخل الخلايا. أفاد المؤلفون أيضًا أنه في الشرايين الرئوية المعزولة من توسع الأوعية الناجم عن عقار يسمى نيتروبروسيد لم يتأثر بسيو سبايك ، لكن توسع الأوعية الناجم عن الأسيتيل كولين كان ضعيفًا. يعمل النيتروبروسيد عن طريق الانهيار في وجود أوكسي هيموغلوبين لإنتاج ، من بين أشياء أخرى ، أكسيد النيتريك ، بينما يرتبط الأسيتيل كولين بمستقبلات بروتينية معينة على سطح الخلية.

لأكون صادقًا ، لم أكن أبدًا معجبًا بهذه الأوراق البحثية القصيرة (على سبيل المثال ، بعض أوراق الطبيعة أو العلوم ، والتي يمكن أن تكون أقصر من ذلك) لأنني لا أستطيع أبدًا معرفة ما فعله المؤلفون ، فهذه إحدى الحالات النادرة من الورقة التي تصرخ بالنسبة لي للحصول على قسم البيانات التكميلية والأرقام التكميلية عبر الإنترنت ، وأنا أقول هذا كشخص يكره عمومًا الاتجاه في المنشورات العلمية لإلقاء جميع أنواع البيانات في أقسام تكميلية.

دعونا & # 8217s ، من أجل الجدل ، خذ النتائج في ظاهرها وافترض أن هذه الدراسة تظهر ما يقول المؤلفون إنها تظهره ، أي أن بروتين سبايك يضر البطانة ، & # 8220 يتجلى من خلال ضعف وظيفة الميتوكوندريا ونشاط eNOS & # 8221. ويمكن أن يسبب الإجهاد التأكسدي الذي يزعزع استقرار مستقبلات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 ، مما يؤدي إلى انخفاض مستويات المستقبل. لاحظ المؤلفون أنفسهم أنه من خلال خفض مستوى الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 ، يمكن أن يقلل البروتين المرتفع فعليًا من عدوى SARs-CoV-2 ، بالنظر إلى أن الفيروس التاجي يحتاج إلى الارتباط بـ ACE2 للوصول إلى الخلايا ، مع التكهن بأن الخلل الوظيفي في الخلايا البطانية يمكن أن ينتج عنه في التهاب البطانة ، أو التهاب بطانة الأوعية الدموية الذي يعوض عن نقص العدوى.

لكن هنا & # 8217s ، كيكر ، مأخوذ مباشرة من الفقرة الأخيرة من الورقة:

بشكل جماعي ، تشير نتائجنا إلى أن ضرر EC الناتج عن بروتين S يتجاوز العدوى الفيروسية المتناقصة. يشير هذا الاستنتاج إلى أن الجسم المضاد الناتج عن التطعيم و / أو الجسم المضاد الخارجي ضد البروتين S لا يحمي فقط المضيف من عدوى SARS-CoV-2 ولكنه يمنع أيضًا الإصابة البطانية المفروضة على البروتين S.

بمعنى آخر ، يمكن أن يكون اللقاح وقائيًا ليس فقط من الإصابة بفيروس SARS-CoV-2 ولكن أيضًا ضد إصابة البطانة من البروتين الشائك.

أريد فقط أن أكرر مرة أخرى أن هذا نظام مفتعل. إنه & # 8217s بعيدًا عن كونه نظامًا لا قيمة له ، لأن أنظمة الفيروسات الكاذبة لها قيمة في دراسة دور بروتين سبايك في التسبب في COVID-19. ومع ذلك ، نظرًا لجرثومة الفيروس الكاذب المستخدم في نموذج الهامستر هذا ، فإنني أتساءل حقًا عن أي صلة لهذا النظام بقضايا سلامة اللقاح فيما يتعلق باللقاحات القائمة على الرنا المرسال أو الفيروسات الغدية التي تنتج بروتين سبايك كمستضد. لماذا ا؟ لا يتم توزيع mRNA أو الفيروس الغدي من اللقاحات على نطاق واسع نظرًا لأنه حقنة عضلية ، ومن غير المرجح أن يصل البروتين السنبلة إلى تركيزات في الدورة الدموية في أي مكان بالقرب من المستويات العالية التي ينتجها النموذج المستخدم في هذه التجارب. علاوة على ذلك ، فإن بروتين السنبلة من اللقاح لا يتم إرفاقه في صفيف يشبه التاج على جسيم الفيروس (أو جسيم الفيروس الكاذب) ، ولكنه موجود كجزيئات بروتينية مفردة عارية ، وكما تم وصفه من قبل ، فإنه من غير الواضح أنه في هذا الشكل من البروتين الشائك ، مقارنةً بـ & # 8220crown of spikes & # 8221 الذي يعطي الفيروسات التاجية اسمها ، هو قريب من الفعالية في إحداث هذه التأثيرات النهائية في الخلايا. أضف إلى ذلك حقيقة أن الرنا المرسال ، حتى الرنا المرسال المعدّل في اللقاح ، لا يستمر طويلًا جدًا وبالتالي لا يولد بروتينًا سبايكًا لفترة طويلة جدًا. (يجب على المتشككين أن يأخذوا في الاعتبار هذا: لماذا تتطلب لقاحات الرنا المرسال جرعة ثانية بعد 3-4 أسابيع من الجرعة الأولى إذا كانت اللقاحات ، كما يدعي العديد من مضادات الفاكسكسير ، تفرز البروتين المرتفع إلى أجل غير مسمى؟)

في الواقع ، أشار أحد المؤلفين إلى هذه المشكلة بالذات واتخذ مضادات الفاكسة لمهمة إساءة استخدام دراستهم:

سأقدم ردًا كاملاً في أسرع وقت ممكن. ولكن بسرعة للتسجيل:
1) الكمية الصغيرة (نسبيًا) من بروتين السنبلة التي ينتجها لقاح الرنا المرسال لن تكون كافية تقريبًا لإحداث أي ضرر
2) لقد حصلت على لقاح mRNA بسعادة ، FWIW
3) أشجع الجميع على الحصول عليها

& [مدش] أوري مانور (manorlaboratory) 2 مايو 2021

مهم جدًا: في حين أن رموز mRNA لبروتين السنبلة ، فإن الخلايا المنقولة تحللها ولا تظهر إلا قطعًا صغيرة عبر MHC-I على أسطحها. يجب أن تكون كمية بروتين سبايك كامل الطول التي تدخل الدورة الدموية * متناهية الصغر *. يوضح هذا الفيديو: https://t.co/H7NyBHoVtD

& [مدش] أوري مانور (manorlaboratory) 2 مايو 2021

ردان أوليان على معارضي التطعيم يحرفون هذه النتائج (هنا: https://t.co/qMhHyNyRR1). tldr: لقاح mRNA أكثر أمانًا من COVID19 ويجب على الجميع الحصول عليه & # 8211 لقد فعلت ذلك كما فعل كل فرد في عائلتي! ورقتنا تظهر أن هذا المرض مزعج حقًا. https://t.co/1t6SuUXZ5B

& [مدش] أوري مانور (manorlaboratory) 2 مايو 2021

منذ أن اكتشفت هذه الدراسة لأول مرة ، أذهلتني كم هو واضح أن مضادات الفكس التي استشهدت بهذه الدراسة لم تقرأ الدراسة نفسها بالفعل ، ولم تفكر في الخلفية العلمية والمعرفة وراء الدراسة. لقد قرأوا للتو البيان الصحفي. ماذا تتوقع رغم ذلك؟ هم مضادون. هذه الدراسة التي أجراها مختبر Uri Manor & # 8217s مثيرة للاهتمام ويحتمل أن تكون مهمة لأنها تبدأ في توضيح دور بروتين السنبلة نفسه في الفيزيولوجيا المرضية لعدوى SARS-CoV-2 وكيف يمكن أن يسبب البروتين السنبلة وحده ضررًا ، لكنه لا يحدث في على أي حال ، تشير إلى أن بروتين سبايك المصنوع من لقاح COVID-19 سام بأي حال من الأحوال عند التركيزات التي أنتجها ، ناهيك عن أنه & # 8217s بأي شكل من الأشكال & # 8220 shed & # 8221 أو أن & # 8220shed & # 8221 بروتين سبايك يمكن أن يسبب المرض أو الإجهاض لدى غير الملقحين الذين يواجهون التطعيم.

وهو ما يقودني إلى آخر الدراسات الثلاث التي تم نشرها أواخر الأسبوع الماضي.


الفيروسات القديمة كنواقل للعلاج الجيني

اشلي ب.تايلور
31 يوليو 2015

استهداف شبكية العين من قبل Anc80 LIVIA CARVALHO تم تصميم جهاز المناعة لحماية الجسم ، لكنه في بعض الأحيان يعترض طريقه ويرفض عمليات نقل الدم أو زرع الأعضاء التي يحتمل أن تنقذ الأرواح على سبيل المثال. نظرًا لأن إحدى الطرق الأكثر شيوعًا لتقديم العلاجات الجينية تتضمن الفيروسات كناقلات ، فإن العلماء الذين يطورون مثل هذه العلاجات يعملون على الالتفاف حول الاستجابة المناعية للمضيف.

أظهرت الفيروسات المرتبطة بالغدة (AAVs) واعدة كأدوات توصيل للعلاج الجيني في التجارب السريرية التي تقيِّم علاجات الهيموفيليا والشكل الجيني للعمى. قال Luk Vandenberghe من معهد Schepens لأبحاث العيون ومستشفى ماساتشوستس للعين والأذن في بوسطن ، إن المشكلة تكمن في أن ما بين 30 في المائة إلى 90 في المائة من الأشخاص قد تعرضوا بالفعل لـ AAVs و mdash ، وهي ليست مسببة للأمراض ، وقد طورت mdashand مناعة ضدهم. نتيجة لذلك ، فهم غير مؤهلين للعلاجات القائمة على AAV. & ldquo ويمكن ، بالنسبة لبعض هذه الأمراض ، أن يكون في الواقع تمايزًا بين الحياة أو الموت و mdashenrolling في.

في محاولة لتوليد ناقلات العلاج الجيني التي يمكن أن تتهرب من جهاز المناعة ، استنتج فاندنبيرجي وزملاؤه التاريخ التطوري للـ AAVs اليوم. ثم قاموا بتصنيع فيروسات الأسلاف المتوقعة واختبارها كنواقل للعلاج الجيني في أنسجة الثدييات. تم نشر نتائجهم اليوم (30 يوليو) في تقارير الخلية.

قال جان بينيت من جامعة بنسلفانيا ، والذي تعاون مع فاندنبيرغي ولكنه لم يشارك في العمل ، "هذه دراسة شاملة جدًا ومبدعة وتم إجراؤها بعناية" العالم في بريد إلكتروني. "إن مركبات AAVs الموروثة لها وعد فيما يتعلق بالاستخدام ، على الرغم من أن الاختبارات البشرية ستكشف في النهاية عن فائدتها."

"هذا على قدم المساواة مع. . . قال آر جود سامولسكي ، مدير مركز العلاج الجيني بجامعة نورث كارولينا في تشابل هيل بولاية نورث كارولينا ، والذي لم يشارك أيضًا في هذا العمل ، "مقاربات أخرى" لتصميم نواقل فيروسية تتجنب الكشف عن المناعة.

استخدم الباحثون مجموعة متنوعة من الأساليب لتعديل AAVs تتضمن معظمها إعادة ترتيب بروتينات الغلاف التي تسمى capsids ، مما يجعل الفيروسات غير قابلة للتعرف على المضيفين. قال سامولسكي ، بغض النظر عن الطريقة ، "كل شخص يبحث عن قفيصة تغير السطح بدرجة كافية بحيث لا تتعرف عليها الأجسام المضادة المعادلة الموجودة مسبقًا".

جمع Vandenberghe وزملاؤه تسلسل الأحماض الأمينية لبروتينات القفيصة من 75 فيروسًا منتشرًا اليوم في الرئيسيات. ثم قاموا بإنشاء شجرة تطورية مفترضة للعائلة الفيروسية ، والتي تضمنت تسعة فيروسات أسلافية تعود إلى أقدم سلف مشترك ، "Anc80". في عدة أماكن ، كان تسلسل الأحماض الأمينية لـ Anc80 غامضًا ، مع وجود اثنين من الأحماض الأمينية في موضع معين ، لذلك أنشأ الباحثون مكتبة تضم 2048 تسلسلًا ممكنًا. لقد اختاروا واحدًا ، "Anc80L65" ، بناءً على قدرته على التجميع في جزيئات فيروسية ، وحزم الحمض النووي المحول العلاجي ، وإصابة خلايا الثدييات في المزرعة.

عبّر Anc80L65 بنجاح عن جين متحور في شبكية الفئران والعضلات الهيكلية والكبد ، وكان التعبير جيدًا أو أفضل من تعبير AAV8 - وهو ناقل للعلاج الجيني شائع الاستخدام تم اختباره كعنصر تحكم.

قال فاندنبيرجي: "في بعض الحيوانات ، ليس في كل شيء ، تمكنا من تحقيق نقل الجينات على الرغم من أن هذه الحيوانات لديها مناعة موجودة مسبقًا ضد AAV8". "لذا فهذه طريقة واحدة لاختبار هذه الفرضية الأولية القائلة بأننا أنتجنا فيروسًا مناعيًا متميزًا يمكنه الالتفاف على مشكلة المناعة الموجودة مسبقًا."

بعد Anc80L65 ، أعاد الباحثون إنشاء ثمانية فيروسات قديمة إضافية تمثل نقاطًا متفرعة مختلفة على شجرة تطورية AAV. الأمل هو أن تساعد هذه الفيروسات الباحثين على فهم البنية الفيروسية والتاريخ التطوري. قال بينيت: "ستكون العلاقات بين البنية والوظيفة نفسها مفيدة لزيادة تحسين نواقل العلاج الجيني".

عندما يتعلق الأمر بتصميم ناقلات AAV للعلاج الجيني ، "لا أحد لديه أي فكرة عن أي واحد منهم أو ما إذا كان أي منهم سيعمل" ، قال Samulski. "قد يكون مزيجًا من الأسلاف ممزوجًا بمكتبة مختلطة مع [مناهج] التصميم العقلاني. . . . في هذا الوقت ، أي شيء آخر يمكنك إضافته إلى الترسانة للهجوم على السؤال المطروح هو أمر ذو قيمة لمجتمع البحث ".


الفيروسات والسرطان

هناك العديد من الأسباب المختلفة للسرطان ، أو نمو الخلايا وتكاثرها غير المنظم. تشمل بعض الأسباب المعروفة التعرض لبعض المواد الكيميائية أو الأشعة فوق البنفسجية. هناك أيضًا بعض الفيروسات المعروفة المرتبطة بتطور السرطان. يشار إلى هذه الفيروسات باسم فيروسات الأورام. يمكن أن تسبب فيروسات الأورام السرطان عن طريق إنتاج بروتينات ترتبط بالبروتينات المضيفة المعروفة باسم البروتينات الكابتة للورم، التي تعمل على تنظيم نمو الخلايا وبدء موت الخلايا المبرمج ، إذا لزم الأمر. إذا تم تعطيل البروتينات المثبطة للورم بواسطة البروتينات الفيروسية ، فإن الخلايا تنمو خارج نطاق السيطرة ، مما يؤدي إلى تطور الأورام والورم الخبيث ، حيث تنتشر الخلايا في جميع أنحاء الجسم.

الكلمات الدالة

فيروس ، تلزم طفيلي داخل الخلايا ، قفيصة ، عاثية ، قسيم قسيم ، نيوكليوكابسيد ، مغلف ، بيبلومير ، فيريون ، dsDNA ، ssDNA ، dsRNA ، + ssRNA ، -ssRNA ، فيروسات حلزونية ، فيروسات عشرية الوجوه ، فيروسات معقدة ، تعلق ، اختراق ، دخول فيروسي التجميع ، الإفراج ، الفيروس العاري ، الالتقام الخلوي ، التبرعم ، العاثية ، الملتهمة ، الملتهمة الخبيثة ، الدورة اللايتية ، العاثية المعتدلة ، اللايسوجين ، الدورة اللايسوجينية ، النبضة ، اللايسوجين ، البكتيريا اللايسوجينية ، الحث ، التحويل اللايسوجيني ، العدوى الخبيثة ، العدوى الكامنة ، العدوى المستمرة ، التحول ، والفيروسات الورمية ، والبروتينات الكابتة للورم.



تعليقات:

  1. Dugul

    إنه لأمر مؤسف ، أنني الآن لا أستطيع التعبير - أنا أسرع في العمل. سيتم إطلاق سراحي - سأعبر بالضرورة عن رأيي في هذا السؤال.

  2. Miramar

    إنها مجرد إجابة رائعة

  3. Brandeis

    إنها معلومات ممتعة



اكتب رسالة