Pokswirusy pokonują obronę przeciwwirusową poprzez duplikację genu

Naukowcy z Uniwersytetu Utah odkryli, że pokswirusy pokonują obronę antywirusową gospodarza w sposób o jaki ich wcześniej nie podejrzewano. Mianowicie adaptują się one w danym organizmie poprzez chwilową i szybką produkcję kopii genu, który pomaga im przeciwstawić się systemowi odpornościowemu gospodarza. Odkrycie to rzuca nowe światło na zdolność do przetrwania dużych wirusów zawierających dwuniciowe DNA.

Wzbudza też duże zainteresowanie przez wzgląd na zagrożenie, jakie stanowić może ospa w rękach bioterrorystów.

Pokswirusy należą do grupy wirusów zawierających własne DNA, które odpowiedzialne są za wywoływanie szerokiego spektrum chorób zarówno u ludzi jaki i zwierząt, m.in. ospy prawdziwej.

W przeciwieństwie do mniejszych wirusów posiadających RNA, takich jaki wirusy powodujące grypę czy HIV, które obchodzą obronę odpornościową gospodarza na drodze gwałtownych mutacji, pokswirusy cechują się większymi genomami oraz wolnym tempem mutacji i do tej pory niewiele było wiadomo o ich strategiach adaptacyjnych w ciele nosiciela.

By dowiedzieć się więcej o mechanizmach adaptacyjnych pokswirusów, Nels Elde wraz ze współpracownikami przebadali bliżej wirus krowianki (VACV), rodzaj pokswirusa wykorzystywany głównie jako szczepionka przeciw ospie.

Jak wiadomo, wirus ten koduje dwa geny: K3L oraz E3L, które hamują naturalne mechanizmy obronne gospodarza. Naukowcy zmodyfikowali pojedynczą nić wirusa poprzez usunięcie genu E3L, a następnie rozmnożyli powstałą w ten sposób niekompletną nić w ludzkich komórkach.

Okazało się, że wirus bardzo szybko zwiększył infekcję poprzez selektywne rozmnożenie kopii genu K3L w swoim genomie. Co więcej, zauważono również, że niektóre z niekompletnych pod względem genu E3L nici zmutowało się poprzez substytucję pojedynczego aminokwasu w genie K3L.

Wyłonienie się tego dodatkowego substytutu aminokwasu sugeruje, że zwiększenie liczby kopii K3L ułatwia pojawienie się nowej odmiany, dając wirusowi więcej powodów do mutacji.

Zarówno te wirusy, które przeobraziły się na drodze mutacji, jak i te, które zwielokrotniły swój gen K3L, przejawiały ulepszoną sprawność wirusową bądź szybciej namnażały się w organizmie gospodarza w porównaniu z wirusami krowianki, których w żaden sposób nie modyfikowano.

Naukowcy wykazali więc istnienie dwóch adaptacyjnych strategii pokswirusów.