Известно е, че вирусите са напълно зависими от гостоприемника си за размножаване, като използват неговите клетъчните ресурси и механизми, за да създадат нови вирусни копия. Изследване, публикувано в сп. Nature Communications, разкрива, че вирусът на херпес симплекс тип 1 (HSV-1) не само използва клетките, но и пренарежда триизмерната структура на човешкия геном, за да има достъп до гените, които му помагат да се размножава.
Учени от Центъра за геномно регулиране в Барселона откриват, че HSV-1 действа като „вътрешен дизайнер“, който прецизно променя формата на генома в клетъчното ядро, избирайки кои участъци да използва. Това е нов механизъм на вирусна манипулация, който досега не е бил известен.
Въпреки че други херпесвируси също променят структурата на хромозомите, досега за науката не беше ясно дали това е страничен ефект от вирусната инфекция. Това изследване за първи път доказва, че HSV-1 целенасочено и бързо променя архитектурата на човешкия геном в рамките на няколко часа след заразяване.
По-важното откритие на изследователите в случая е, че блокирането на един единствен ензим в клетката – топоизомераза I, спира тази неизгодна за човека способност на вируса. Това де факто прекратява вирусната инвазия и предлага възможност за разработването на нови терапии, с които да се контролира неприятната инфекцията. В лабораторни условия изследователите са наблюдавали как инхибирането на ензима предотвратява вируса да произведе дори една нова вирусна частица.
Изследователите използват комбинация от микроскопия със свръхрезолюция - техника за изобразяване, която може да види структури с ширина 20 нанометра, около 3500 пъти по-тънки от косъм, и Hi-C техника, която показва кои участъци от ДНК са в контакт вътре в ядрото на клетките. Те установяват, че вирусът започва да „превзема“ клетката още в първия час от зарязаването, като „отвлича“ човешкия ензим РНК-полимераза II, необходим за синтез на белтъци. След това топоизомераза I и структурният протеин кохезин също се насочват към вирусните репликационни центрове.
Три часа след инфекцията повечето от тези фактори напускат човешките гени, което води до срив на транскрипцията в целия геном на гостоприемника – процеса, чрез който гените се активират. Това води до смачкване на хроматина – естественото състояние на генома в клетката – да се свие до около 30% от първоначалния си обем. Това е неочаквано, тъй като досега се смяташе, че структурата на хроматина диктува транскрипцията. Досега учените са смятали, че плътният хроматин потиска генната активност, а се наблюдава обратното: първо спира транскрипцията и след това ДНК се компактира. „Връзката между активност и структура може да е двупосочна улица“, споделят изследователите.
HSV-1 е изключително разпространен и засяга почти четири милиарда души по света, около 2/3 от хората под 50 години са инфектирани. Вирусът остава в организма за цял живот, като при повечето хора инфекцията е безсимптомна или се проявява с повтарящи се херпесни обриви. HSV-1 е херпесният вирус, който най-често се поява на устните, но може да засегна и носната лигавица, очи. Грубо казано, се смята, че на него се дължът най-вече херпесите над кръста нагоре, докато херпесният симплек вирус от втори път е отговорен предимно за гениталните изяви. HSV-1 обаче може да засегне и по-сериозно организма, включително мозъка, като причини сериозни усложнения - слепота или животозастрашаващи състояния, особено при новородени и имунокомпрометирани пациенти.
Изследването е от значение за борбата с херпесния симплекс вирус, чието разпространение и честота на инфекции, включително рецидиви, представляват глобален здравен проблем. Не без значение е и това, че нараства броят на резистентните щамове вируса, което компрометира наличните лечения, в повечето случаи облекчаващи състоянието само симптоматично.
Референции:
https://www.nature.com/articles/s41467-025-60534-6
