Разработано новое лекарство от коронавируса, подавляющее репликацию РНК
Повторные волны распространения коронавирусной инфекции по-прежнему требуют эффективных противовирусных препаратов, что стимулирует исследования в этой области. Ученые ФНКЦ ФХМ имени Ю. М. Лопухина и МФТИ разработали новое соединение с противовирусной активностью — потенциальную основу лекарства. Соединение подавляет репликацию вируса, влияя на стабильную, не поддающуюся мутациям мишень в его геноме.
Результаты работы опубликованы в журнале Biomolecules. Любой вирус — это природная капсула, которая состоит из генетического материала в виде молекулы ДНК или РНК, заключенной в белковую оболочку — капсид. При размножении вируса копируется его генетическая информация: репликационный комплекс SARS-CoV-2 запускает процесс синтеза двух дочерних молекул РНК на основе родительской молекулы. Это довольно сложный комплекс, состоящий из нескольких белков, которые образуются в результате расщепления полипротеина-предшественника.
Основной белковый арсенал вируса получается из двух предшественников, кодирующих перекрывающимися рамками считывания. Трансляция второй рамки требует запрограммированного сдвига рибосомы, на которой происходит биосинтез белка. Этот сдвиг имеет важное значение для репликации вируса. Он требует формирования псевдоузла в участке вирусного генома между двумя рамками считывания и может быть подавлен противовирусными препаратами на основе олигонуклеотидов.
«В нашей лаборатории мы работали над созданием активной компоненты лекарства для терапии SARS-CoV-2. Оно предназначено для пациентов, находящихся на начальном этапе развития заболевания. Создание лекарства — долгий процесс, на первом шаге мы выбрали нестандартную мишень — особый узелок на геномной РНК вируса под названием псевдоузел. Эта структура играет важную роль в процессе наработки новых вирусных частиц — без нее не запускается переключение программы синтеза белков. Попадая в организм, вирус начинает размножаться, захватывая территорию, а для этого ему необходимо произвести белки, которые дальше будут копировать геном», — пояснила Екатерина Книжник, первый автор, студентка пятого курса МФТИ, сотрудница лаборатории структуры и функций биополимеров ФНКЦ ФХМ имени Ю. М. Лопухина.
Как реализуется процесс копирования белков? В вирусе существует аппарат трансляции, который осуществляет синтез белков с РНК. Этот аппарат во время синтеза первого полипептида в первой рамке считывания, встречая геномный узелок, притормаживает. Таким образом происходит проскальзывание рибосомы. После проскальзывания активируется вторая программа синтеза, нарабатывается полипептид, соответствующий второй рамке считывания.
«Очевидно, что если этот псевдоузел удастся каким-то образом развязать, то размножение вируса остановится. Образно этот процесс можно представить как развязывание шнурков на ботинке. Мы растягиваем “бантик”, рибосома проходит его свободно, программа синтеза белка не переключается вовремя, и размножение вируса останавливается. Это уже пытались сделать до нас, но мы нашли слабое место в этом узелке, за которое весьма удобно тянуть, — это своеобразная петелька, за которую мы развязываем бантик. Для эффективного “развязывания” нам предстояло найти способ модифицировать фрагменты ДНК, чтобы они прочно связывались с нашей петелькой вирусной РНК с помощью особых химических модификаций», — добавила Екатерина Книжник.
Ученые получили и сравнили три типа противовирусных кандидатов — аналогов нуклеиновых кислот, комплементарных стеблям псевдоузла. Сравнивалась эффективность закрытых нуклеиновых кислот (locked nucleic acids, LNA), неполностью модифицированных аналогов ДНК, содержащих LNA звенья, и фосфоротиоатов, содержащих G-зажимы (CPS).
Ученые показали, что аналоги олигонуклеотидов индуцируют разворачивание псевдоузла, этот эффект был особенно выражен в случае с LNA-модификацией. Также в ходе экспериментов было показано, что ведущие аналоги олигонуклеотидов снижают репликацию SARS-CoV-2 в двух клеточных линиях человека. Результаты исследования подчеркивают перспективность использования псевдоузла в качестве мишени, иллюстрируют преимущества и ограничения различных типов модификаций ДНК и могут способствовать разработке противовирусных препаратов на основе олигонуклеотидов.
«Почему мы выбрали именно это направление? Наша мишень — псевдоузел, и она не устаревает. Это очень стабильный элемент генома коронавируса. Как мы знаем, вирус постоянно мутирует, и даже вакцины теряют свою эффективность. Наше лекарство ее не потеряет, так как реагирует на очень важную и консервативную структуру. За всю историю пандемии геномная последовательность, кодирующая эту структуру, практически не изменилась. Это очень хорошая мишень, мутации в этом месте вирусного генома не закрепляются. В дальнейшем мы можем разрабатывать лекарства, ориентируясь на эту консервативную особенность изменчивого вируса», — заключила Екатерина Книжник. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Большой взрыв мог быть не началом Вселенной, а моментом рождения самой гравитации в привычном нам виде. Новая модель предлагает иную, квантовую форму гравитации, которая могла запустить инфляцию и избавить космологию от проблемы сингулярности, где законы физики перестают работать.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно