Il modello del virus influenzale di 50 anni è stato rinnovato, rivelando possibilità di previsione pandemica

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Anonim

La descrizione scientifica del virus influenzale sta per avere un lifting, a causa della scoperta del team della School of Medicine dell'Università di Pittsburgh, secondo cui un modello dell'architettura del genoma dell'influenza intatta dagli anni '70 non è poi così perfetto.

La scoperta, riportata online e in un prossimo numero stampato della rivista Nucleic Acids Research, rivela lacune nel modo in cui il virus confeziona il suo materiale genetico. Quando un ceppo di influenza si confonde con un altro ceppo all'interno di una cellula, queste lacune consentono ai virus di scambiare materiale genetico e dare origine a nuovi ceppi di influenza. Conoscere queste lacune e il modo in cui interagiscono tra loro potrebbe dare agli scienziati l'opportunità di prevedere meglio le pandemie e trovare nuovi modi per interrompere il virus dell'influenza.

"Sebbene l'influenza abbia afflitto l'umanità per centinaia di anni e rappresenti una minaccia per la salute pubblica ogni inverno, sappiamo sorprendentemente poco sulle pandemie influenzali", ha detto l'autore senior Seema S. Lakdawala, Ph.D., assistente professore nel Dipartimento di Microbiologia di Pitt Genetica molecolare. "La nostra scoperta potrebbe dare un'idea di come il virus dell'influenza si evolva continuamente, aprendo la porta a vaccini e antivirali migliori".

L'influenza è un tipo di virus che utilizza l'acido ribonucleico a filamento singolo (RNA) per replicare, invece del DNA a doppio filamento. I virus dell'influenza sono costituiti da otto segmenti di RNA legati da una nucleoproteina protettiva. Tutti gli otto segmenti di RNA devono riunirsi all'interno di una particella virale per essere completamente infettivi.

Il modello classico del virus dell'influenza ha queste proteine ​​che ricoprono le perline dell'RNA come distanziate uniformemente lungo una corda. Tuttavia, i limiti delle tecniche utilizzate negli anni '70, quando il modello fu sviluppato, fecero sì che fossero perse caratteristiche uniche, come i loop RNA esposti. Di conseguenza, la rappresentazione universale dell'influenza nei libri di testo è di un legame casuale uniforme di proteine ​​lungo l'intera lunghezza di ciascun segmento di RNA.

Lakdawala, che ricerca come i virus emergono e si diffondono, ha collaborato con l'autrice principale Nara Lee, Ph.D., assistente professore nel dipartimento di microbiologia e genetica molecolare di Pitt, specializzato in interazioni con l'RNA. I due erano curiosi di sapere se ci fossero aree lungo il filamento di RNA influenzale più "aperte" e, quindi, più capaci di associarsi ad altri segmenti di RNA per arrivare ad un pacchetto di tutti gli otto segmenti. Hanno usato un processo chiamato "sequenziamento ad alto throughput di RNA mediante reticolazione immunoprecipitazione" (HITS-CLIP) su due ceppi di influenza A, incluso il ceppo pandemico H1N1 2009, per comprendere meglio dove le proteine ​​si legano all'RNA e vedere se c'erano aree di RNA "nudo".

"Onestamente, non ci aspettavamo di trovarne, dal momento che tutti avevamo appreso la raffigurazione di RNA virale" su una corda ", ha detto Lakdawala. "Ma, sorprendentemente, ci sono diversi tratti in cui l'RNA non è legato dalle nucleoproteine: questa scoperta apre una nuova area di ricerca".

Contrariamente al modello classico, Lakdawala e Lee hanno scoperto che ci sono aree di RNA ricche di rivestimento proteico e altre che sono esposte e presumibilmente mature per legarsi ad altri RNA virali durante il riassortimento, o lo scambio di materiale genomico tra virus dell'influenza. L'esperto di biologia evoluzionistica Vaughn Cooper, Ph.D., professore associato nel Dipartimento di Microbiologia e Genetica Molecolare di Pitt, ha guidato il team di all-Pitt per esplorare come questi anelli modellano l'evoluzione del virus in natura e durante le normali stagioni influenzali.

Il team sta perseguendo diverse potenziali opportunità di ricerca, compresa la previsione dei modi in cui diversi virus influenzali potrebbero condividere materiale genetico per creare nuovi virus. Sapere questo potrebbe indicare agli scienziati i riassortimenti che hanno maggiori probabilità di scatenare una pandemia influenzale e dare alle agenzie di sanità pubblica un vantaggio nella creazione di vaccini mirati. Ci potrebbero anche essere modi per sfruttare l'RNA esposto per rendere il virus meno trasmissibile e mortale.

"È davvero emozionante avere tutte queste possibilità di ricerca aperte sulla base di questa scoperta", ha detto Lakdawala. "La ragione per cui nessuno l'ha ancora scoperto è perché tutti davano per scontato che la ricerca di 50 anni sull'architettura del genoma, che sembrava davvero carina e con una spiegazione semplice, fosse la storia completa. costantemente ricampioniamo e discutiamo sul dogma scientifico, potremmo perdere una grande opportunità ".

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