• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку

Этот пост добавлен читателем Naked Science в раздел «Сообщество». Узнайте как это сделать по ссылке.

Клеткам мышей добавили человеческий признак, чтобы на них «клевал» коронавирус

Группа ученых из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США воссоздала человеческий белок ACE2 в клетках мыши. Это предоставило возможность с небывалой подробностью изучать поведение коронавируса SARS-CoV-2 на самых первых этапах заражения в лабораторных условиях.

Схема прикрепления вируса к мембране клетки-хозяина
Схема прикрепления вируса к мембране клетки-хозяина

SARS-CoV-2, возбудитель Covid-19, — вирусная частица диаметром 80–100 нанометров, окруженная мембранной оболочкой, которая содержит в среднем 40 копий кодируемого вирусом белка-шипа. Он опосредует прикрепление вируса к мембране клетки-хозяина, что происходит в результате высокоаффинного связывания с мембранным гликопротеином ангиотензинпревращающего фермента (ACE2), а также последующего слияния вирусной оболочки с клеточной мембраной.  

Изначально целью американских ученых было производство большого количества человеческого ACE2 для последующего присоединения белка к наночастицам — те можно было тестировать в качестве противовирусных терапевтических средств или как сенсоры для обнаружения возбудителя в воздухе. Но их создание сопровождалось сложностями: в частности, лабораторным бактериям не хватало ферментов, чтобы прикрепить молекулы углеводов, которые составляют около трети массы белка ACE2.

Тогда команда обратилась к клеткам мышей, похожим на человеческие и способным выполнять ту ​​же обработку углеводов, улавливая и экспрессируя «чужие» гены. Отметим, что мышиная версия белка не связывается с шипом SARS-CoV-2, а это значит, что у ученых появился простой инструмент проверить, производят ли мышиные клетки человеческий белок ACE2.

Команда использовала интактный ген, а затем проштудировала библиотеки клонированных фрагментов ДНК, чтобы найти содержащий неповрежденный ген ACE2 со встроенной нормативной информацией. Далее исследователи подвергли клетки мыши воздействию наночастиц, покрытых этим фрагментом ДНК, а также воздействию генома другого белка, дарующего устойчивость к антибиотику. Клетки, не сумевшие принять и экспрессировать ген устойчивости, погибли, но те, что приобрели его, выжили и выросли в колонии.

Итак, ученые расширили примерно 50 из этих колоний до отдельных культур, а затем протестировали их, чтобы определить, сколько переняли человеческий ген ACE2 и продуцировали человеческий рецепторный белок. Таких оказалось 70%.

Дальнейший анализ показал, что эти колонии содержат в среднем 28 копий человеческого гена ACE2. Интересно, что мышиные клетки удерживали «чужие» копии гена ACE2 и продолжали вырабатывать человеческий белок, кодируемый этими генами, в течение как минимум 90 поколений клеток.

Человеческие белки ACE2, экспрессируемые на клетках мышей после инкубации клеток с флуоресцентно меченым белком-шипом SARS-CoV-2. Слева: вид через середину клеток со стрелкой, указывающей на клеточную мембрану. Справа: вид поверхности мембраны снаружи клеток. Синяя флуоресценция соответствует ДНК в ядрах клеток / © Брукхейвенская национальная лаборатория
Человеческие белки ACE2, экспрессируемые на клетках мышей после инкубации клеток с флуоресцентно меченым белком-шипом SARS-CoV-2. Слева: вид через середину клеток со стрелкой, указывающей на клеточную мембрану. Справа: вид поверхности мембраны снаружи клеток. Синяя флуоресценция соответствует ДНК в ядрах клеток / © Брукхейвенская национальная лаборатория

В целом уровень человеческого ACE2 был пропорционален количеству копий гена ACE2, интегрированных в геном мыши, а некоторые из клонированных клеток продуцировали примерно в 50 раз больше ACE2, чем обычно присутствует в клетках грызуна. Самое главное: этот белок был полностью функционален — непатогенный аналог SARS-CoV-2, содержащий шиповый белок коронавируса, мог с ним связываться.

«Проблема, которую создают нановезикулы на основе ACE2, заключается в усилении их нейтрализующего эффекта против SARS-CoV-2. Мы также ищем способы повысить и использовать чувствительность связывания и специфичность наночастиц, связанных с ACE2, чтобы сделать их полезными для борьбы с вирусами. Оба подхода потребуют будущих усилий по оптимизации», — рассказал один из научных сотрудников.

Среди прочего это исследование помогает по-новому взглянуть на производство широкого спектра сложных белков. Примеры включают масштабный спектр рецепторов на клеточной поверхности, которые опосредуют бесчисленные биологические процессы, и важные для промышленности белки вроде моноклональных антител и ферментов.

Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK

Комментарии

Написать комментарий
Предстоящие мероприятия
Вчера, 11:04
НИУ ВШЭ

Команда российских исследователей, включая ученых из НИУ ВШЭ, применили искусственный интеллект для анализа подписок 4,5 тысячи студентов на VK-сообщества. Оказалось, что алгоритмы могут с высокой точностью предсказывать, кто отличник, а у кого трудности с учебой.

5 часов назад
Александр Березин

В длительном выступлении 30 мая 2025 года Илон Маск не ограничился повторением уже известного, но и обозначил ряд новых моментов по программе Starship и конкретике первых нескольких волн полетов на Марс.

27 мая
Любовь Соковикова

Хотя попытки объединить квантовую теорию и гравитацию десятилетиями терпели неудачу, ученые продолжают выдвигать новые, порой крайне спорные гипотезы. Авторы нового исследования, например, предложили посмотреть на гравитацию так же, как на другие фундаментальные силы природы — через симметрии и поля.

26 мая
Unitsky String Technologies Inc.

Казахстанский Алматы — город контрастов, где горы соседствуют с урбанистическими пейзажами, а бизнес-центры — с историческими кварталами. Неизменным остается одно — пробки. Ежедневно сюда приезжает более 700 тысяч автомобилей из пригородов, при этом в самом мегаполисе зарегистрировано порядка 600 тысяч транспортных средств. В результате по улицам ежедневно движется более миллиона транспортных средств.

27 мая
НИУ ВШЭ

Исследователи ВШЭ выделили более 4000 примеров устной русской речи билингвов из семи регионов России и выяснили: большинство нестандартных форм в конструкциях с числительными связано не только с их родным языком, но и с тем, как часто выражение встречается в повседневной речи. Например, фразы «два часа» или «пять километров» почти всегда совпадают с литературным вариантом, а вот менее привычные выражения, особенно с числительными от двух до четырех, а также с собирательными формами вроде «двое» или «трое», часто звучат иначе.

27 мая
Любовь Соковикова

Хотя попытки объединить квантовую теорию и гравитацию десятилетиями терпели неудачу, ученые продолжают выдвигать новые, порой крайне спорные гипотезы. Авторы нового исследования, например, предложили посмотреть на гравитацию так же, как на другие фундаментальные силы природы — через симметрии и поля.

6 мая
Редакция Naked Science

Да, с волосами и люком все так. У космонавта Суниты Уильямс волосы на МКС плавали свободно, а у Кэти Пэрри и прочих в полете 14 апреля 2025 года — нет. Но это не значит, что суборбитального космического полета первого чисто женского экипажа не было или что он был инсценировкой. Причем, в общем-то, чтобы понять это, даже не нужно обладать специальными знаниями.

22 мая
ПНИПУ

Недавно вышел второй сезон сериала «Одни из нас» (TheLastofUs), созданного по сюжету популярнейшей видеоигры. Ученые Пермского Политеха решили разобраться, насколько реален сценарий грибной пандемии, превращающей людей зомби? Чем живет кордицепс и как он «ищет» своих жертв, действительно ли паразит способен эволюционировать настолько, чтобы поражать человеческий организм и подчинять себе его волю, был бы у людей шанс выжить, какие грибы уже поселились в наших телах и выручит ли нас иммунитет, сформированный тысячелетиями.

6 мая
Александр Березин

Мощнейшее отключение электроэнергии за последние 20 лет истории Европы случилось уже неделю назад, а испанские власти пока так и не объявили о его причинах. Это логично: как мы покажем ниже, ответ на вопрос, кто виноват, получится очень неполиткорректным. И, более того, противоречащим линии правящей в Испании партии. Но мы живем за тысячи километров от нее, поэтому можем себе позволить аполитичный анализ случившегося. Так что же произошло на самом деле и каковы наши шансы увидеть подобное у себя дома?

[miniorange_social_login]
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно