Un equipo interdisciplinario de investigadores de la Universidad Estatal de Colorado ha utilizado la química computacional, la bioquímica y la virología para descubrir nueva información sobre cómo se replican virus como el Nilo Occidental, el dengue y el Zika. Según su investigación, el equipo dijo que estos virus parecen afectar supropia maquinaria de replicación del genoma.
los investigadores de CSU describieron los resultados como "sorprendentes" y dijeron que los hallazgos tienen implicaciones para el desarrollo futuro de vacunas y fármacos antivirales.
El estudio, "Motivo V regula la transducción de energía entre la ATPasa NS3 de flavivirus y la hendidura de unión a ARN", se publicó en el Revista de Química Biológica el 7 de febrero
Cómo se replica un virus
Kelly Du Pont, primer autor del estudio y candidato a doctorado en química en CSU, estudia la proteína no estructural 3 - o NS3 - en flavivirus, que causan una serie de enfermedades en humanos. NS3 es una enzima clave que estos virususar para copiar sus genomas.
Para que los flavivirus se repliquen, la helicasa NS3, una enzima viral que se une o remodela el ácido nucleico, tiene que desenrollar el ácido ribonucleico bicatenario. NS3 usa trifosfato de adenosina o ATP, una molécula abundante en las células, como combustible para alimentarel desenrollado
Du Pont dijo que la acción de desenrollado es similar a lo que sucede con una cremallera en una chaqueta, mientras que la energía producida por el ATP que impulsa el desenrollado es similar al sistema de transmisión de un automóvil.
"La liberación de energía del combustible impulsa los pistones hacia arriba y hacia abajo para girar la transmisión y luego las ruedas, lo que hace que el automóvil avance", dijo. "NS3 usa ATP como combustible para desenrollar el ribonucleico bicatenarioácido, pero no sabemos dónde está el cigüeñal o la transmisión de esta máquina "
Du Pont dijo que esta investigación se centró inicialmente en tratar de descubrir qué parte de la proteína NS3 actúa como su transmisión molecular. Mientras estudiaba el proceso, el equipo identificó la parte de NS3 que actúa como un freno durante el desenrollado.
También identificaron mutaciones que hacen que NS3 desenrolle el ácido ribonucleico bicatenario más rápido de lo que se ve normalmente, pero también hacen que el virus se replique de manera más ineficiente en las células.
Potencial de desarrollo de fármacos, vacunas
Si los investigadores pueden aprender más sobre cómo NS3 desenrolla el ácido ribonucleico bicatenario y cómo se controla este proceso, podrían potencialmente apuntar a áreas dentro de la helicasa para el desarrollo de medicamentos para tratar enfermedades causadas por virus.
Brian Geiss, autor principal del estudio y profesor asociado de microbiología en CSU, dijo que los hallazgos también podrían algún día conducir a un mejor desarrollo de vacunas contra estos virus.
"La mayoría de las vacunas se desarrollan al encontrar mutaciones aleatorias que ralentizan el crecimiento del virus", dijo. "Al comprender cómo las enzimas virales como NS3 funcionan con gran detalle, podemos usar esa información para diseñar racionalmente nuevos virus mutantes que se replican menos bien yactuar mejor como vacuna, sin tener que depender de la posibilidad de fabricar la vacuna. Esto puede ayudar a desarrollar vacunas de manera más rápida y precisa ".
Du Pont, que se especializa en la creación de simulaciones computacionales, ha estado trabajando en el laboratorio de Geiss en el Departamento de Microbiología, Inmunología y Patología. Si bien el trabajo interdisciplinario es común en CSU, Geiss dijo que la amplitud del proyecto de Du Pont no es típica.
"Kelly representa un verdadero científico interdisciplinario que puede usar las herramientas y el conocimiento de muchas áreas diferentes de la ciencia para responder preguntas que antes no tenían respuesta", dijo. "Ella usa química computacional, bioquímica y enzimología de proteínas y técnicas de virología clásica para estudiar cómoestos virus funcionan con detalles sin precedentes. Kelly es lo que espero que veamos más en términos del científico del futuro ", dijo.
El equipo de investigación ahora analiza más de cerca cómo los cambios en NS3 afectan la replicación del virus y cómo los cambios afectan la capacidad del virus para matar células. Du Pont y Geiss también están trabajando con el Laboratorio Ebel en CSU para vercómo los virus con proteínas NS3 alteradas infectan a los mosquitos y alteran su supervivencia durante la infección.
Los coautores del estudio incluyen a Russell Davidson, un recién graduado del Departamento de Química de CSU, y Martin McCullagh, profesor asistente del Departamento de Química de la Universidad Estatal de Oklahoma, quien realizó esta investigación en CSU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Colorado . Original escrito por Mary Guiden. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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