Eine neue Technik zeigt, wie das Zika-Virus in unseren Zellen interagiert

Anonim

Wissenschaftler haben eine neue Technik entwickelt, die bestimmen kann, wie Viren mit der RNA eines Wirts interagieren. Diese Technik, die heute in Nature Methods veröffentlicht wurde, ermöglicht es Forschern, künstliche Moleküle zu entwickeln, die in der Lage sind, den Virusreplikationsprozess zu blockieren und die Ausbreitung des Virus zu verhindern.

RNA-Viren gelten oft als die größte Bedrohung für die Auslösung einer weltweiten Pandemie. In Ermangelung wirksamer und verfügbarer Impfstoffe oder Arzneimittel haben die durch RNA-Viren, wie Ebola-Virus, Zika-Virus und SARS-Coronavirus, hervorgerufenen Krankheiten eine erhebliche Auswirkung auf die öffentliche Gesundheit, während Schweine angreifende Viren schwere Verluste für die Schweinehaltung verursachen. In der Zwischenzeit entstehen neue RNA-Viren aufgrund ihrer schnellen Entwicklung.

RNA-Viren sind so genannt, weil sie RNA anstelle von DNA verwenden, um ihren genetischen Code darzustellen. Ihr Genom kodiert für Proteine ​​und interagiert mit der Wirtszellmaschinerie. Bisher war die Struktur viraler RNA-Genome innerhalb der Wirtszelle jedoch weitgehend unbekannt.

Wissenschaftler der Universität Cambridge haben eine neue Technik entwickelt, um die Struktur und die Wechselwirkungen des Zika-Virus-Genoms in menschlichen Zellen zu bestimmen. Die Technik heißt COMRADES (Crosslink Matched RNAs und DEep Sequencing) und, was wichtig ist, kann sie auf jedes RNA-Virus in jeder Wirtszelle angewendet werden. Die detaillierten Informationen von COMRADES bieten das Potenzial, eine neue Generation von Medikamenten zu entwickeln, die Viren-Wirt-RNA-Interaktionen blockieren oder wesentliche Strukturen im Virusgenom stören.

Unsere eigenen Zellen enthalten auch RNA, egal ob es sich um "Boten-RNAs" handelt, die für Proteine ​​kodieren oder "nicht-kodierende RNAs", die verschiedene Aspekte der Zellfunktion regulieren. Der Infektionszyklus von RNA-Viren findet hauptsächlich im Zellzytoplasma statt, wo sich viele unserer RNAs befinden. Virus- und Wirt-RNA-Moleküle können direkt durch "Basenpaarung" entlang von Teilen ihrer Struktur interagieren - mit anderen Worten, sie bilden eine Reihe von Bindungen, um die beiden Moleküle zusammenzuziehen. Diese Interaktionen bieten potenzielle Angriffspunkte für antivirale Therapien, und tatsächlich befindet sich ein Anti-Hepatitis-C-Virus-Medikament, das auf eine solche Wirts-Virus-RNA-Interaktion abzielt, Miraversen, derzeit in fortgeschrittenen klinischen Studien.

Die Prävalenz von natürlich vorkommender RNA-Basenpaarung ist jedoch unbekannt, und neue Interaktionen sind selten. Die neuartige COMRADES-Technik, die von Dr. Omer Ziv am Wellcome Trust / Cancer Research UK Gurdon Institute mit einem internationalen Team von Kollegen entwickelt wurde, kann die RNA-Basenpaarung von Wirtsviren screenen und die interagierenden RNA-Sequenzen in einem einzigen Experiment aufdecken.

Dr. Ziv und seine Mitarbeiter haben die COMRADES-Methode angewendet, um das Zika-Virus-Genom in menschlichen Zellen zu untersuchen und seine Struktur sowie multiple Wechselwirkungen mit menschlichen regulatorischen nicht-kodierenden RNAs wie Mikro-RNAs, Transfer-RNAs und kleinen nukleären RNAs aufzudecken. Mit der neuen Technik werden sowohl die Identität als auch die Position jedes Basenpaars aufgedeckt und liefern die notwendige und ausreichende Information für das Design komplementärer Sequenzen, die jede Interaktion stören und blockieren könnten, mit möglichen klinischen Effekten. Die COMRADES-Methode öffnet daher die Tür zur Entwicklung einer neuen Generation von RNA-basierten antiviralen Medikamenten für eine Vielzahl von RNA-Viren in jeder Wirtszelle.

Dr. Ziv, ein Postdoc in Professor Eric Miskas Labor am Gurdon Institute, sagte: "Mit der COMRADES-Technik können wir die detaillierten molekularen Wechselwirkungen zwischen Virus und Wirt-RNA erforschen. Dies würde uns erlauben, kurze RNA- oder DNA-Sequenzen zu entwerfen Die Informationen, die wir von COMRADES erhalten, öffnen die Tür zu einer völlig neuen Art der Bekämpfung dieser Viren, angesichts der breiten Anwendbarkeit dieser Technik für jedes RNA-Virus und jede Wirtszelle, sowohl menschliche als auch tierische RNA-Viruskrankheiten können ein Ziel für solche Forschungen sein. "

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