«Нам удалось создать синтетическую версию вируса всего за неделю. Это показывает, что наша система, построенная на базе клеток дрожжей, идеально подходит для воссоздания коронавирусов и других патогенов» , - заявил профессор Фолькер Тиль, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Синтетические копии вирусов достаточно давно стали одним из главных инструментов вирусологов и молекулярных биологов в изучении и борьбе с различными болезнями. К примеру, сегодня ученые используют различные синтетические версии вируса ВИЧ, чьи белки или РНК способны светиться, для наблюдения за тем, как патоген проникает в клетку и как происходит сборка его новых копий.
Как правило, проведение подобных экспериментов требует массы времени и усилий. В случае с SARS-CoV-2 и другими РНК-вирусами с необычно длинным геномом, по словам молекулярных биологов, они раньше не проводились из-за нестабильности фрагментов ДНК, используемых для воспроизведения вирусных частиц, а также ряда других проблем.
Тиль и его коллеги, в том числе специалисты из российского Сеченовского университета, решили эту проблему, разработав новую методику «клонирования» вирусов при помощи клеток дрожжей, адаптированную для работы со сложными РНК-вирусами.
Подобный подход, так называемое TAR-клонирование, уже давно применяется для сборки крупных ДНК-вирусов, таких как цитомегаловирус и герпес, однако в случае с РНК-вирусами она еще не применялась. Швейцарские биологи и их коллеги адаптировали для работы с SARS-CoV-2 и другими подобными патогенами.
Фабрика вирусов
Ее суть заключается в том, что в клетку дрожжей вводятся фрагменты вирусной ДНК, извлеченные из клеток, зараженных РНК-вирусом, или синтезированные вручную. Эти фрагменты генома обработаны таким образом, что дрожжи считают их частью своей собственной кольцевой хромосомы, в чью структуру они встраивают эти молекулы ДНК, склеивая их в единое целое.
В результате этого внутри этой хромосомы оказывается полноценный геном вируса, который можно использовать для производства синтетических вирусных частиц, если преобразовать эту нить ДНК в РНК и ввести ее в подходящий тип клеток.
Используя эту методику, Тиль и его команда попытались склонировать SARS-CoV-2, разбив геном вируса на 12 частей, частично совпадавших друг с другом. Эти фрагменты вирусной ДНК были расшифрованы учеными, после чего они вставили в часть из них ген GFP, заставляющий зараженную клетку светиться, и отправили все эти последовательности в одну из биотехнологических компаний для синтеза.
Ее специалисты справились с этой задачей частично, подготовив лишь десять фрагментов вирусной ДНК. По этой причине ученым пришлось самостоятельно синтезировать два недостающих фрагмента, используя образцы вируса, извлеченные из тела одного из первых европейских носителей COVID-19, проживающего в Германии.
Все эти процедуры по расшифровке и подготовке фрагментов ДНК, как отмечают исследователи, заняли у них около месяца, а сборка генома вируса внутри клеток дрожжей потребовала еще неделю работы. В конечном итоге, биологам удалось получить первую синтетическую версию SARS-CoV-2, полностью идентичную по структуре и свойствам ее естественному прототипу, за исключением наличия гена GFP в ее геноме.
Этот вирус, как отмечают исследователи, можно использовать как для изучения процесса заражения COVID-19, так и для проверки потенциальных лекарств и вакцин от коронавируса. В частности, швейцарские и российские биологи уже использовали новый вирус для подтверждения того, что ремдесивир, экспериментальное лекарство от лихорадки Эбола, может подавлять коронавирусную инфекцию.
Источник: nauka.tass.ru
