ვირუსის გამრავლების ზუსტი მექანიზმი საკმაოდ კომპლექსური გამოცანაა, მრავალი ნაკლული რგოლით. პანდემიის ხანაში ამის ამოხსნა გადაუდებელი აუცილებლობა გახდა.
ერთი ვირუსული ნაწილაკის ათასობით ასლად კოპირების ოპერაციების ფუნდამენტური დეტალების გარკვევა მეცნიერებისათვის წარმოუდგენლად მნიშვნელოვანია ახალი პრეპარატების შესაქმნელად, რომლებიც შეაჩერებს კორონავირუს SARS-CoV-2-ს და შესაბამისად, მის მიერ გამოწვეულ დაავადება COVID-19-ს.
ჟურნალ Cell-ში გამოქვეყნებულ ახალ კვლევაში, როკფლერის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა ამ ამოცანის ერთი საკვანძო ნაწილი ამოხსნეს — მიიღეს SARS-CoV-2-ის გამრავლების (რეპლიკაციის) სისტემის ატომური დონის რეზოულციის ხედი.
„ჩვენ ახლა უკვე გვაქვს დამატებითი სტრუქტურული თარგი, რომელიც შეიძლება ნამდვილად გამოსადეგი იყოს პრეპარატების შემქმნელთათვის, როდესაც ისინი ცდილობენ იმ ახალ ნაერთთა პოვნას, რომლიც ამ მოლეკულურ დანადგარში შეიჭრება და გააჩერებს“, — ამბობს როკფელერის უნივერსიტეტის ასოცირებული პროფესორი ელიზაბეთ კემპბელი.
სხვა მრავალი ვირუსის მსგავსად, კორონავირუსი საკუთარ გენეტიკურ მასალას იმდენად კომპლექსური ფერმენტის დახმარებით აკოპირებს, როგორც მისი სახელიც ჟღერს — რნმ-ზე დამოკიდებული რნმ პოლიმერაზა, იგივე RdRp. იმის გამო, რომ ის ფუნდამენტურად მნიშვნელოვანია ვირუსის რეპლიკაციისთვის, მიჩნეულია, რომ ეს მექანიზმი იმედისმომცემი სამიზნეა ანტივირუსული პრეპარატებისთვის. უფრო მეტიც, სწორედ RdRp-ზე ზემოქმედებს ზოგიერთი უკვე არსებული ანტივირუსული საშუალება და ამჟამად გამოცდების პროცესში მყოფი პოტენციური პრეპარატი, მათ შორის რემდესევირი, რომელსაც ამ დროისათვის ზოგიერთ ქვეყანაში მძიმე შემთხვევების სამკურნალოდ იყენებენ.
ასეთი ანტივირუსული პრეპარატები ცდილობენ ჩაბუდდნენ RdRp-ის გიგანტური მოლეკულის ბზარებსა და „ჯიბეებში“, დაახლოებით ისე, როგორც დიდი ჩარხის კბილანები, და შედეგად, მექანიზმს გაჩერებას აიძულებენ. ამის მისაღწევად, საჭიროა, რომ ნაერთი განსაკუთრებით ზუსტი იყოს; ეს კი იმას ნიშნავს, რომ მეცნიერებს, რომლებიც წარმატებული პრეპარატის შექმნას ცდილობენ, RdRp-ის რაც შეიძლება დეტალური გამოსახულება სჭირდებათ.
კიდევ ერთ სირთულეს წარმოადგენს ის ფაქტი, რომ RdRp მარტო არ მოქმედებს. მას ხელს ახმარებს რამდენიმე სხვა ცილა, მათ შორის, კიდევ ერთი გადამწყვეტი ფერმენტები, სახელად ჰელიკაზები, რომელიც თავის მხრივ იმედისმომცემი სამიზნეა COVID-19-ის წამლის შესაქმნელად.
„RdRp-ისა და მასთან დაკავშირებული ცილების ეს მჭიდრო კლასტერი დიდი ალბათობით არის ის, როგორც გამოიყურება ფერმენტი ლაბორატორიის მიღმა, თავის ბუნებრივ გარემოში, ინფიცირებულ უჯრედში“, — ამბობს კვლევის ერთ-ერთი ავტორი ჯეიმს ჩენი.
ვიზუალიზაციის მძლავრი ხელსაწყოს, სახელად კრიო-ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენებით, ჩენისა და კემპბელის ჯგუფმა და მათმა კოლეგებმა სხვადასხვა ლაბორატორიიდან, ამ მრავალნაწილიანი მექანიზმის ზუსტი ხედის მიღება შეძლეს. გაირკვა კიდევ ერთი კარგი ამბავი — მაშინაც კი, როდესაც ისინი კომპლექსს წარმოქმნიან, RdRp-ს ან ჰელიკაზების ღრმულები ფორმას არ იცვლიან და შესაბამისად, ამ ფერმენტთა ჩასახშობად შექმნილ მოლეკულებმა შესაძლოა, ამ დუეტზე ზემოქმედება მაინც შეძლონ. გარდა ამისა, სურათმა მექანიზმში გამოავლინა აქამდე უცნობი რამდენიმე ადგილი, რომლებიც შეიძლება, პრეპარატებისადმი მოწყვლადი იყოს; მათ შორის არის ერთი წერტილი ამ ორი ფერმენტის დამაკავშირებელ რგოლზე, რომელიც შეიძლება, რომ პრეპარატის მოლეკულამ გაანადგუროს.
ახალმა აღმოჩენამ შეიძლება ადამიანის ჯანმრთელობა მრავალმხრივ გააუმჯობესოს. COVID-19-ის შემთვევაში, როდესაც მთელი მსოფლიოს მეცნიერები ანტივირუსული მოლეკულების ძებნის რბოლაში არიან ჩართული, ახალმა მონაცემებმა მათი მუშაობა შეიძლება მნიშვნელოვნად დააჩქაროს. კერძოდ, ის უპრეცედენტო რეზოლუცია, რომლითაც მკვლევართა ჯგუფმა RdRp-ჰელიკაზების 3D რუკა შექმნა, დიდად დაეხმარება კომპიუტერულ კვლევებს, რომლებითაც მეცნიერები პრეპარატთა კანდიდატებს „ვირტუალურად“ იკვლევენ, ამ მოლეკულების ქიმიური სტრუქტურის შესახებ არსებულ ცოდნაზე დაყრდნობით.
„როდესაც ეძებ მოლეკულას, რომელსაც კონკრეტულ შემბოჭველ „ჯიბეში“ ჩაბუდება შეუძლია, ამ ჯიბეების ვიზუალის დეტალური სურათის ქონა დიდად აუმჯობესებს კომპიუტერულ კვლევათა სიზუსტეს“, — ამბობს კვლევის თანაავტორი ბრენდონ მალონი.
გარდა COVID-19-ისა, ახალი აღმოჩენა მეცნიერებს ასევე შეიძლება დაეხმაროს იმ იდეების გაფილტვრაში, რომლებიც მათ ამ ფერმენტების მიერ ე. წ. რნმ ვირუსებში გენეტიკური მასალის წაკითხვისა და კოპირების შესახებ აქვთ. რნმ ვირუსები პათოგენების ფართო ჯგუფია, კორონავირუსებით დაწყებული, დენგეს, ებოლასა და ჩვეულებრივი გრიპის ვირუსებით დამთავრებული.
კვლევა ჟურნალ Cell-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია rockefeller.edu-ს მიხედვით.
