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I virus dell'influenza dell'Uccello hanno varie strategie per attraversare la barriera di specie

Il virus dell'influenza 2009 H1N1 ha usato una nuova strategia per attraversare dagli uccelli negli esseri umani, un avviso che ha più di un trucco sul suo manicotto per saltare la barriera di specie e da diventare virulento.

In un rapporto in edizione online in anticipo di questa settimana degli Atti del giornale dell'Accademia Nazionale delle Scienze, l'Università di California, Berkeley, ricercatori indica che il H1N1, o l'influenza di maiali, virus ha adottato una nuova mutazione in uno dei sui geni distinti dalle mutazioni trovate nei virus precedenti di influenza, compreso quelle responsabili della pandemia di influenza Spagnola di 1918, della pandemia “Asiatica„ di influenza nel 1957 e della pandemia “di Hong Kong„ di 1968.

Gli sforzi Precedenti di influenza che hanno attraversato dagli uccelli nella gente hanno avuti una mutazione puntiforme specifica nel gene della polimerasi del virus dell'uccello che ha permesso che la proteina gestisse efficientemente gli esseri umani interni pure. La polimerasi trascrive il RNA del virus, permettendo che il host esprima i geni virali ed egualmente che copia il genoma virale, stato necessario per fare i nuovi virus.

Il virus 2009 H1N1 conserva la versione dell'uccello della polimerasi, ma ha una seconda mutazione che sembra sopprimere la capacità delle cellule umane di impedire la polimerasi dell'uccello lavorare.

“Proprio siamo stati colpiti quando abbiamo esaminato il virus di influenza di maiali, che stava ripiegando chiaramente nella gente ed in altri sistemi mammiferi, eppure abbiamo avuti una polimerasi che ha assomigliato è stata derivata da un uccello che il virus, che non dovrebbe funzionare troppo bene in un tipo della cellula umana,„ ha detto il collega post-dottorato Andrew Mehle di Uc Berkeley del Dipartimento di Molecolare e di Biologia Cellulare. “L'altra mutazione all'interno della polimerasi sembra compensare e permettere che l'enzima funzioni.„

I ricercatori egualmente hanno scoperto un'altra strategia - una non ancora adottata da qualsiasi virus conosciuto di influenza - da quale virus dell'influenza può aumentare la sua virulenza ancor più. Quando un sottounità umano particolare è sostituito per uno dei tre sottounità della proteina che compongono la polimerasi dell'uccello, la nuova combinazione prepara la polimerasi più efficiente in cellule umane.

“Questa è una mutazione estremamente rara e una combinazione rara, che suggerisce che ci potessero essere altri modi che non sono emerso ancora che questi virus stanno andando continuare a evolversi,„ ha detto il professor di Jennifer Doudna, di Uc Berkeley di molecolare e biologia cellulare e un ricercatore nel Howard Hughes Medical Institute.

“Come biologi meccanicistici, stiamo sperando che capendo come il virus funziona al livello molecolare, possiamo predire con più accuratezza come si evolverà.„

Ha suggerito che quelle scoppi di influenza di video intorno al mondo alla ricerca di nuove varianti fossero sull'allerta per questa ricombinazione degli sottounità della polimerasi, in grado di annunziare un piccolo aumento nella virulenza di influenza di maiali. I risultati anche potrebbero aiutare gli scienziati a sviluppare i migliori trattamenti antivirali, Mehle e Doudna hanno detto.

“Di più possiamo capire la biochimica e la struttura particolare di questi complessi della polimerasi, meglio possiamo prendere le decisioni razionali circa lo sviluppo della droga,„ Mehle ha detto.

H1N1, che è comparso all'inizio di quest'anno sulla scena, era influenza di maiali definita perché è emerso dai maiali, in cui i virus dell'influenza dell'essere umano, dell'uccello e del maiale misti, hanno cambiato i geni ed hanno provocato una variante che potrebbe infettare le cellule umane e riprodurrsi.

Mentre le mutazioni nel hemagglutinin di superficie della proteina - indicato dalla H in H1N1 - sono chiave a permettere che il virus entri nelle cellule umane, le mutazioni nell'enzima della polimerasi sono chiave alla capacità del virus di ripiegare le cellule umane interne. Tutti Gli sforzi di influenza precedenti che sono entrato e sono stati trasmessi in esseri umani hanno avuti una singola mutazione nel secondo sottounità del gene della polimerasi dell'uccello, che ha permesso apparentemente che l'enzima funzionasse in cellule umane.

L'anno scorso, Mehle e Doudna hanno indicato che le cellule umane impediscono apparentemente i tre sottounità delle polimerasi del virus dell'uccello il montaggio in un enzima di funzionamento. Una singola opzione dell'amminoacido alla posizione 627 sul secondo sottounità della polimerasi sormonta quell'inibizione e che permette che il virus ripieghi. Apparentemente, Mehle ha detto, quando l'acido glutammico dell'amminoacido tipico della maggior parte delle polimerasi del virus dell'uccello - è cambiato ad una lisina, tipica delle polimerasi umane, la carica superficiale dei cambiamenti dell'sottounità da acido (negativamente - fatte pagare) a di base (positivamente - fatto pagare) e permette il montaggio degli sottounità. Gli studi Precedenti in mammiferi hanno indicato che una lisina in quella posizione migliora l'attività della polimerasi, aumenta la replicazione virale e la trasmissione ed in alcuni casi, è associato con patogenicità e la morte aumentate.

Nel loro nuovo studio, Mehle e Doudna hanno trovato che H1N1 ha due mutazioni rare nel secondo sottounità: una serina alla posizione 590 e un'arginina alla posizione 591. Questa combinazione, che è la più comune in maiali, ha apparentemente lo stesso effetto sulla carica superficiale della mutazione alla posizione 627, permettendo che il complesso della polimerasi si formi e funzioni in cellule umane.

Mehle ha notato che, oltre a tali mutazioni puntiformi, i virus di influenza egualmente combinano i tre sottounità. Sia i 1957 che 1968 virus hanno avuti polimerasi composte di primo sottounità da un uccello e di altri due sottounità dagli esseri umani. H1N1 ha un primo sottounità del tipo di umana, mentre il secondo e terzo è del tipo di uccello - quindi la necessità per una mutazione nel secondo sottounità di renderlo più del tipo di umana.

per vedere quale altre combinazioni potrebbero rendere a H1N1 più virulente, essi sottounità umani, aviari e del maiale misti nella cultura, ripiegante il maiale “imbarcazione mescolantesi,„ Mehle ha detto. Parecchie combinazioni con un terzo sottounità umano hanno aumentato l'attività dell'enzima della polimerasi quando altre mutazioni non erano assenti nel secondo sottounità. I Virus con questa alterazione ora stanno analizzandi nella cultura di cellula umana per vedere se sono più virulenti.

“Oltre ad avere diversi cambiamenti dell'amminoacido pregiudicare la capacità del virus di trasmettere attraverso le specie e di essere più patogeno, dobbiamo pensare a questi interi segmenti del gene che sono scambiati avanti e indietro,„ ha detto Doudna, che egualmente è una filiale della facoltà dell'Istituto della California per le Scienze Biologiche Quantitative (QB3). “Quelli pregiudicheranno il risultato della malattia.„

“Siamo molto promettenti che il genere di scienza di base che stiamo facendo qui avrà un impatto sulle sanità, al livello di sistemi diagnostici o di pensiero in avanti allo sviluppo di terapeutica antivirale,„ lei abbiamo aggiunto.

Mehle e Doudna continua ad esplorare la polimerasi per scoprire che cosa in cellule umane impedisce il montaggio della polimerasi dell'uccello e determinare la struttura tridimensionale dell'enzima e dei sui tre sottounità.

Sorgente: Università di California - Berkeley