Geçtiğimiz günlerde iki önemli araştırmaya imza atan ekip, ilk olarak Kovid-19'un gen anahtarı ve yeni bulunan protein yapılı kapatma düğmesiyle karşılaştı.
Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışmada, insan hücrelerinde bulunan bir protein sayesinde hücrelerdeki viral yükün 20 kat azaltılabildiğini de duyurdular.
İnsan bağışıklık savunmasının bir proteini gelecekte Kovid-19 tedavisi için bir antiviral ajanın temelini oluşturabilir. Bu proteinin nasıl çalıştığı, Kovid-19 ilaçları ve diğer antiviral ajanların temeli olabilir.
Virüslerin kendi metabolizmaları olmadığından ve çoğalmak için kendi proteinlerini üretemedikleri için bir konak organizmaya ihtiyaç duyarlar.
Konak içine yerleşince de canlının hücrelerini istila ederler. Orada, kendi proteinlerini üretmek için genomlarını bir haberci RNA (mRNA) olarak kullanarak, bazen bazı proteinlerin de yardımıyla süreci manipüle ederler. Böylelikle de hücrelerin protein sentezi fabrikaları yani ribozomların kontrolünü ele geçirirler.
İlginç olarak birçok virüs bunu yaparken aynı zamanda haberci RNA içindeki kodun okunma dizinini de programlı olarak değiştirebilir, bu olaya dizin kayması deniyor. Bu sayede tek bir haberci RNA'dan protein sentezi sırasında birden fazla proteinin sentezlenmesini sağlarlar.
Haberci RNA üzerinde tam olarak ne zaman ve nerede dizin kayması olacağını da RNA bazlı bir gen anahtarı sinyal verir.
Kovid-19'un yeni bulunan protein yapılı kapatma düğmesi
Araştırmacılar, insan hücrelerini virüs ile enfekte ettikten sonra bu RNA bazlı genetik elementi bir olta gibi kullanarak hücre içerisinde bu yapıya bağlanan proteinleri belirlediler.
Ortaya çıkardıkları yaklaşık 50 tane protein içerisinde ZAP adı verilen protein özellikle ilgilerini çekti. Bu protein insanlarda enfeksiyon sırasında miktarının 20 kata kadar değişebildiğini ve dizin kaymasını direkt etkileyebildiğini fark ettiler.
Dahası ZAP proteinin miktarını enfeksiyonun olduğu hücrelerde arttırdıklarında virüsün çoğalmasının da engellenebildiğini keşfettiler.
ZAP, belirli virüslerin üremesini engelleyen insan bağışıklık sisteminin çok işlevli bir proteini. Helmholtz Enstitüsü araştırma grubu lideri ve çalışmanın başkanı Profesör Neva Çalışkan, "ZAP, bağışıklık savunmasında aşırı bir bağışıklık tepkisini sakinleştirebilen ve viral aktiviteyi durdurabilen çok işlevli bir molekül. Virüslerin protein üretimini değiştirebilmesi ZAP proteinini ilerideki çalışmalar için daha da ilginç hale getirdi" diye açıklıyor.
Bu proteinin düzeyine göre enfeksiyonun şiddeti değişiyor
Genomları insanların aksine RNA'dan oluşan SARS-CoV-2 gibi virüsler, konaklarda çoğalmak için RNA'yı ve ona bağlanabilen proteinleri değişik şekillerde kullanırlar. Bu virüsler manipülasyon ustaları olduklarını kanıtlıyorlar.
Şimdiye kadar ZAP gibi hücresel proteinlerin SARS-CoV-2'nin ribozomdaki okuma dizini kaymasına müdahale edip etmediği ve nasıl müdahale ettiği bilinmiyordu. Çalışkan, "Böyle bir proteinin özel olarak viral RNA ile iletişime geçebildiğini ve aynı ışığı kapatır gibi gen anahtarının da sinyalini kapatabileceğimizi gördük" diyor.
Çalışmada yer alan Matthias Zimmer, "ZAP, koronavirüs RNA'sının etkili formuna geçmesini engelliyor ve koronavirüsün insan hücrelerindeki kapatma düğmesi görevini görüyor" şeklinde konuşuyor.
Araştırmacılar ayrıca, artan ZAP düzeyine sahip konakçı hücrelerin yaklaşık 20 kat daha az virüs içerdiğini göstermeyi başardılar.
Dolayısıyla enfeksiyon sırasında da bu proteinin miktarındaki farklılıklar, bir korona enfeksiyonunun hafif mi yoksa şiddetli mi olduğunun bir göstergesi olabilir.
Sonuç olarak, vücudun kendi proteini ZAP'ın yeni antiviral ajanlar için bir şablon olarak kullanılacağı şimdiden düşünülebilir.
Dünyadaki en küçük virüsleri kardiyovirüsleri Multiple Skleroz'un sebeplerinden biri olarak gösteriliyor
Würzburg'daki Helmholtz Enstitüsü ve Cambridge Üniversitesi'nden araştırmacılar, kardiyovirüslerin 2A proteinini analiz ederken bu virüslerin gen anahtarının nasıl çalıştığını buldular.
Nature Communications dergisinde yayımlanan araştırmada, tekli moleküler ve atomik analiz tekniklerini kullanarak 2A proteinin yapısını çözüp, onun RNA'ya nasıl direkt olarak bağlanıp seklini değiştirebildiğini keşfettiler.
Bu protein virüsün kendi RNA motiflerinin farklı bir form almasını sağlayarak, virüs için çok önemli olan dizin kaymalarını tetikleyebilir ve bu da virüsün konakta daha etkili çoğalmasını sağlar. Aynı zamanda, 2A birikimi enfeksiyon sırasında bu süreci durdurabilir.
Yine bir RNA virüsü olan Kardiyovirüsler dünyadaki en küçük virüsler arasında yer alıyor. Ensefalo Miyokardit Virüsü (EMCV) enfeksiyonlarından domuzlar ve şempanzeler gibi çeşitli memelileri etkileniyor.
Ancak insanlar da enfekte olabiliyor. Bir RNA virüsü olan EMCV de beyni etkileyerek ateş ve iltihaplı hastalıklara neden olabiliyor.
Bu tip virüsler memelilerde beyindeki miyelin azlığına bağlı ortaya çıkan Multiple Skleroz (MS) adı verilen otoimmun hastalığının da sebeplerinden biri olarak gösteriliyor.
Bu virüsler korkunç hücre istilacıları
Würzburg Helmholtz Enstitüsü araştırma grubu lideri Prof. Neva Çalışkan, "Konakçının protein fabrikalarını ele geçirerek ve kendi proteinlerini üretmek için sistemi bozarak, virüslerin korkunç hücre istilacıları olduklarını kanıtladılar" diyor.
Cambridge Üniversitesi Patoloji Departmanında grup lideri Prof. Ian Brierley, "Mevcut çalışmamızda bu sürecin EMCV replikasyonunda nasıl düzenlendiğini incelemeye odaklandık. Çok işlevli 2A proteini RNA motiflerine direkt bağlanabildiği için bunda kilit bir rol oynuyor " şeklinde konuşuyor.
Cambridge Üniversitesi'ndeki bilim insanları, 2A'nın kristal yapısını çözdüler ve yeni bir protein kıvrımını ve bunun ribozomlarla etkileşimini keşfettiler.
Araştırmanın yazarlarından şimdi York Üniversitesi'nde grup lideri olan Chris Hill ise, şöyle açıklıyor:
Bu proteinde keşfedilen özel kıvrım bilinen başka hiçbir forma benzemiyor. Bu, çok işlevli 2A proteininin hücrelerdeki hedefleriyle nasıl etkileşime girebileceği konusunda yıllarca süren çalışmaları daha iyi anlamamızı sağlıyor.
Araştırma ekibi ayrıca protein katlanmasının EMC virüsünün konak ribozomunun RNA'sına bağlanmasına nasıl yardımcı olduğunu gösterdi.
Virüsün daha fazla çoğalmasını engellemek için kullanılabilecek bir anahtar
Bilimsel çalışmanın ilk yazarlarından biri olan Lukáš Pekárek, "2A proteininin RNA'ya kenetlenmesi yapısını stabilize ediyor ve okuma dizininde bir kaymaya neden oluyor" diyor.
Çalışkan laboratuvarındaki HIRI doktora öğrencisi Anuja Kibe, "Optik cımbızlarımızı kullanarak bu etkiyi yüksek çözünürlükte gözlemleyebildik" diyor ve ekliyor:
Bir EMCV enfeksiyonunun başlangıcında, 2A proteini henüz mevcut değildir. Bunun yerine, virüsün genomunu kopyalaması için ihtiyaç duyduğu diğer proteinler aktiftir.
Enfeksiyon ilerledikçe, 2A birikir ve patojenin virüs yapısının üretimi için proteinler üretmesi için ihtiyaç duyduğu dizin kaymasını tetikler.
HIRI doktora öğrencisi Pekárek, "2A'nın bağlanma yeteneği ve konak RNA üzerindeki stabilize edici etkisi, protein sentezinin durdurulması sonucunu doğurur" diye açıklıyor.
Böylelikle bu özel protein aslında virüsün daha fazla çoğalmasını engellemek için kullanılabilecek bir anahtar gibi çalışıyor.
Sonuçta, bu çalışmalar gösteriyor ki, hem virüsler tarafından üretilen hem de konak içerisinde bulunan proteinler, virüslerin RNA bazlı gen anahtarlarının tetiklenmesi ve kapatılmasında kilit bir öneme sahip.
Ekip ileriki çalışmalarında bu mekanizmaları diğer virüslerde de açıklamayı ve virüslerin gen anlatımını bu mekanizmayı hedef alarak değiştirmeyi planlıyor.
© The Independentturkish
