Ученые раскрыли, как цитомегаловирус «перестраивает» клетку для распространения инфекции

Исследователи из лаборатории профессора микробиологии и иммунологии Дерека Уолша обнаружили, как цитомегаловирус человека (HCMV) перепрограммирует внутриклеточные механизмы, чтобы контролировать движение ядра клетки. Этот процесс способствует распространению инфекции и миграции зараженных клеток. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Многоцветное изображение ремоделирования ядра (синий) вирусом HCMV, окруженного ассемблерными комплексами (красный) и микротрубочками (зеленый). Автор: Дерек Уолш, PhD.

Цитомегаловирус человека — это ДНК-содержащий вирус, вызывающий пожизненную инфекцию. У здоровых людей иммунная система сдерживает его, но для лиц с ослабленным иммунитетом он представляет опасность и является основной причиной врожденных пороков развития.

Как вирус перестраивает клетку

Во время заражения HCMV медленно реплицируется в течение нескольких дней, активно изменяя структуру здоровой клетки, включая её ядро. Как отметил Уолш, точные механизмы этого процесса долгое время оставались малоизученными.

«Нас давно интересует это клеточное ремоделирование, в частности, то, как вирус использует взаимодействия цитоскелета с ядром, чтобы контролировать его форму и движение. Отчасти потому, что характерным признаком инфекции HCMV является увеличенное, деформированное ядро, но до недавнего времени было неясно, как и почему это происходит», — пояснил профессор.

Чтобы понять, как вирус влияет на движение ядра, команда использовала длительную съемку живых клеток (таймлапс), наблюдая за инфекцией в течение нескольких дней. Вирусы и клетки были помечены флуоресцентными белками, что позволило визуализировать изменения формы ядра и клетки.

Ключевые открытия о движении ядра

Ученые обнаружили, что HCMV кодирует киназу, которая нарушает организацию ламина A/C. Ламин A/C — это сеть филаментов, выстилающих внутреннюю ядерную мембрану и организующих хроматин. Он также взаимодействует с белками SUN1 и SUN2, формирующими более крупные комплексы (LINC), которые связывают ядро с цитоскелетом (актином и микротрубочками), контролируя его положение при миграции клетки.

Помимо разрушения структуры ламина A/C, вирус подавляет выработку белка SUN2. Это не дает белкам мешать формированию микротрубочек, которые поддерживают движение ядра и миграцию клетки.

«Это подчеркивает важность микротрубочек в том, как вирус контролирует движение ядра во время инфекции», — отметил Уолш.

Значение для будущих исследований и терапии

Полученные данные показывают, как HCMV использует различные клеточные сети для контроля формы и движения ядра, что необходимо для миграции зараженной клетки. По словам Уолша, это может помочь в разработке новых терапевтических мишеней как для цитомегаловируса, так и для других заболеваний.

«Хотя до практического применения еще далеко, это исследование подчеркивает важность фундаментальной науки в выявлении базовых механизмов репликации вирусов и тех факторов клетки-хозяина, на которые они опираются. Это может стать основой для будущих лекарств. Сейчас мы пытаемся понять, насколько широко HCMV воздействует на компоненты LINC-комплекса на основе ламина, которые контролируют взаимодействие ядра с цитоскелетом», — заключил ученый.

Больше информации: Jamil Mahmud et al, Cytomegalovirus disrupts Lamin A/C to control microtubule-mediated nuclear movement and cell migration, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2507831122

Источник: Northwestern University