Оксфордские учёные обнаружили, как вирусы строят себя без чертежа

Учёные из Оксфордского университета впервые наблюдали, как вирусоподобные частицы собираются самостоятельно, молекула за молекулой. Исследование, опубликованное в Nature, раскрывает неожиданно простые правила, благодаря которым сложные биологические структуры формируются с высокой надёжностью. Обнаружен ключевой молекулярный переломный момент, ускоряющий сборку, что может открыть новые способы нарушения сборки вирусов и разработки вакцин.

Вирусы хранят генетический материал в белковых оболочках — капсидах, которые могут состоять из десятков или тысяч белковых единиц. Хотя самосборка вирусов изучается десятилетиями, промежуточные структуры существуют кратковременно и в малых количествах, что затрудняло прямое наблюдение. Оксфордские исследователи использовали масс-фотометрию и новый метод удержания одиночных молекул, чтобы отслеживать присоединение белков к растущей частице из 60 единиц. Они обнаружили, что сборка напоминает блуждание по лабиринту: слабые начальные связи позволяют ошибочным комбинациям распадаться, а достижение стабильных замкнутых структур служит контрольными точками, сужающими число возможных путей. Ключевой этап — образование пятиугольного кольца из пяти крупных блоков, после чего сборка значительно ускоряется.

Понимание молекулярных взаимодействий, управляющих сборкой вирусных оболочек, может помочь в разработке препаратов, нарушающих этот процесс, и в создании вакцин на основе вирусоподобных частиц. Авторы отмечают, что их метод позволяет напрямую изучать самосборку, что важно не только для вирусологии, но и для понимания фундаментальных принципов формирования сложных биологических структур. Дальнейшие исследования могут выявить новые мишени для терапии и улучшить дизайн вакцин.