Ученые раскрыли, как вирусы собирают свои идеально симметричные оболочки

Физики из Калифорнийского университета в Риверсайде впервые смоделировали процесс спонтанной сборки защитных оболочек (капсидов) вирусов вокруг их геномов. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что, несмотря на изначально хаотичный процесс, белки способны к самокоррекции, что в итоге приводит к формированию высокосимметричных икосаэдрических структур.

Профессор Роя Занди, руководившая проектом, объяснила, что ключевую роль играет эластичность белковых субъединиц. «Хотя белки сначала могут прикрепляться в неправильных местах, соседние силы разрывают ошибочные связи, что в конечном счете приводит к правильной, похожей на футбольный мяч, икосаэдрической структуре T=3», — сказала Занди.

Икосаэдрическая симметрия — это самый эффективный способ построить прочный контейнер из множества идентичных частей. Это природный способ создать оболочку, которая обеспечивает максимальную защиту генома с минимальными затратами для вируса.

Ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы отследить промежуточные этапы сборки, которые невозможно зафиксировать экспериментальными методами. Это понимание может помочь в разработке противовирусных препаратов, которые будут нарушать ключевые, уязвимые этапы сборки оболочки, не позволяя вирусу завершить её формирование и распространять инфекцию.

Кроме того, открытые физические принципы могут быть использованы для создания синтетических наноконтейнеров для целевой доставки лекарств и генной терапии.