Молекулярный лабиринт. Ученые раскрыли законы физики, позволяющие белкам вируса самоорганизоваться

Исследователи из Оксфордского университета провели уникальное наблюдение за процессом самоорганизации вирусоподобных частиц.

Результаты работы, опубликованные в журнале Nature, раскрывают простые физические правила, обеспечивающие очень высокую точность и надежность формирования сложных белковых оболочек (капсидов), защищающих генетический материал вируса.

Ранее изучение этого процесса было усложнено тем, что промежуточные структуры существуют только доли секунды. Чтобы обойти это ограничение, оксфордская команда использовала искусственную частицу из 60 белковых блоков и метод масс-фотометрии, измеряющий массу молекул с помощью рассеяния света. Удержвая отдельные молекулы в замкнутом пространстве, ученые смогли фактически снять видео того, как белки один за другим присоединяются к растущей конструкции.

Как выяснилось, процесс напоминает прохождение лабиринта. На начальном этапе белки образуют слабые связки. Если конфигурация оказывается неудачной, они легко разрываются, позволяя молекулам попробовать другие варианты. Процесс «проб и ошибок» продолжается, пока пять белковых блоков не объединятся в угловатую фигуру. Эта первая контрольная точка обладает высокой стабильностью, после чего дальнейшее присоединение элементов происходит значительно быстрее.

Понимание фундаментальных механизмов самоорганизации позволит разработать принципиально новые противовирусные средства, способные блокировать синтез капсидов, усовершенствовать технологии изготовления безопасных вакцин и систем доставки препаратов в организм на основе вирусоподобных частиц.