По оценке специалистов, прямое измерение энергии, запертой внутри вируса и высвобождающейся при «выстреливании» вирусной ДНК в клетку, представляет собой фундаментальное открытие на пути к полному пониманию физических механизмов, управляющих вирусными инфекциями

НЬЮ-ЙОРК, 14 февраля. /Корр.ИТАР-ТАСС/. Удивительно тонкий и сложный эксперимент осуществил физик Университета Карнеги-Меллона Алекс Ивилевич. Он впервые сумел непосредственно измерить энергию, высвобождающуюся при инфицировании вирусом клетки. По оценке специалистов, прямое измерение энергии, запертой внутри вируса и высвобождающейся при «выстреливании» вирусной ДНК в клетку, представляет собой фундаментальное открытие на пути к полному пониманию физических механизмов, управляющих вирусными инфекциями, и к созданию лекарств, которые могли бы вмешиваться в эти процессы.

«Мы изучаем физику вирусов, а не их биологию, - говорит сам Ивилевич. - Рассматривая вирусы как физические объекты, мы способны определить физические свойства и механизмы инфицирования, которые являются общими для широкого разнообразия вирусов вне зависимости от их биологии, что может привести к разработке широкого спектра противовирусных лекарств».

Существующие противовирусные препараты являются высоко специализированными. Они воздействуют на молекулы, которые являются крайне важными для цикла воспроизводства конкретных вирусов, например ВИЧ или гриппа, ограничивая использование такого препарата только конкретными заболеваниями. При этом, вирусы со временем претерпевают мутации и становятся менее восприимчивыми к таким лекарствам. Работа Ивилевича относится к зарождающемуся направлению - физической вирусологии, направленной на создание менее специализированных антивирусных препаратов, которые смогут бороться с более широким набором вирусов, предотвращая попадание их генома в клетку. Результаты работы могут найти применение и в генной терапии, которая использует вирусы для прямой доставки нужных генов непосредственно в человеческую клетку для замены дефектных генов, являющихся причиной заболевания.

Многие вирусы, вне зависимости от того, инфицируют ли они бактерии, растения или животных, содержат внутри своей белковой оболочки нанометрового размера очень плотно упакованные длинные цепи молекул ДНК и РНК. Во многих вирусах содержится скрученная в двойную спираль молекула ДНК, которая еще несколько раз закручена и вокруг самой себя и в принципе обладает энергией своеобразной сжатой пружины. В момент инфицирования, когда ДНК выстреливается из вируса, механическая энергия «скрученной» молекулы высвобождается и превращается в тепловую.

Именно это крохотное для повседневной жизни количество энергии и смог напрямую измерить американский физик. Ранее удавались только косвенные измерения. Для этого Ивилевич и его коллеги из Швеции и Франции впервые применили так называемый метод изотермической тетрационной калориметрии /ИТК/. «Мы являемся первой группой, которая применила метод ИТК для изучение высвобождения вирусами генома, - отметил Ивилевич. - В этом исследовании мы работали с вирусами, которые инфицируют бактерии, так называемыми бактериофагами, в качестве экспериментальной модельной системы, но ИТК может использоваться и применительно к другим типам вирусов». По словам ученого, сейчас ведутся работы с ротавирусом, вызывающим желудочный грипп.

Детали исследования опубликованы в последнем номере «Джорнэл оф молекьюлар байолоджи» /"Журнал молекулярной биологии"/.