Вирус оспы нарушает учебники: его мРНК обходится без защитного «колпачка»

Исследовательская группа под руководством Вацлава Вопаленьского и Мартина Поспишека с факультета естественных наук Карлова университета обнаружила удивительный способ, которым вирус оспы (вакцинии) обрабатывает свои генетические сообщения.

5′ RACE анализ транскриптов вируса вакцинии. Автор: Карлов университет

Их исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что вирус производит большое количество мРНК без защитного «колпачка» (5′-cap), который до сих пор считался обязательным. Одновременно это открытие поднимает новые вопросы: как именно клетка считывает эти «немаркированные» сообщения и можно ли использовать эту вирусную особенность в борьбе с инфекциями.

Представьте мРНК как письмо, содержащее инструкции, по которым клетка производит белки. Чтобы такое письмо дошло до своего читателя (рибосомы) и не было уничтожено по пути, оно обычно несёт на своём начале защитную печать — так называемый 5′-кап.

Вирус вакцинии сам сыграл ключевую роль в прошлом в открытии этого капа. Тем большее удивление вызывает новое исследование, показывающее, что этот вирус часто отправляет свои «письма» вообще без печати.

Команда из Карлова университета исследовала вирусную мРНК индивидуально, молекула за молекулой. Оказалось, что в начале инфекции вирус ещё играет по правилам и производит кэпированную мРНК, но позже, судя по всему, меняет стратегию.

В так называемых промежуточных и поздних генах начинает преобладать другой тип сообщения — без капа, но с длинной цепью аденозинов в начале, так называемой лидирующей поли(А) последовательностью. Чем длиннее этот «полиадениновый хвост», тем меньше вероятность того, что у мРНК вообще есть кап. Для некоторых вирусных генов капа не хватает почти у каждой молекулы мРНК.

Результаты позволяют предположить, что вирус вакцинии постепенно переключается со стандартного, «официального» режима считывания генетической информации на аварийный режим, который клетка, вероятно, использует лишь изредка. Благодаря этому вирус способен производить свои белки даже тогда, когда нормальное клеточное производство подавлено.

Эта уловка даёт ему значительное преимущество и помогает объяснить, почему поксвирусы так успешно захватывают клетку-хозяина. Вирус ведёт себя немного как хакер, который обнаружил, что в систему можно проникнуть даже без официальной пропускной карты — достаточно знать обходной путь.

Исследование переписывает давно устоявшееся представление о том, как функционируют вирусные мРНК, и показывает, что даже, казалось бы, фундаментальные биологические правила могут иметь удивительные исключения.

Больше информации: Вацлав Вопаленьский и др., Vaccinia virus mRNAs containing long 5′-poly(A)-leaders lack a canonical 5′-methylguanosine cap, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-67916-w

Источник: Карлов университет