«Вирусы – серьезная угроза здоровью мировой общественности», сказал Крэйг Кэмерон, преподаватель и держатель Семейного Стула Eberly в Биохимии и Молекулярной биологии в Государственном университете Пенсильвании и авторе статьи. «Разрабатывая противовирусные лекарства широкого спектра – которые являются эффективными против многих различных вирусов – жизненно важны для нашей способности предотвратить или ответить на вспышки. Мы смогли продемонстрировать механизм недавно развитого класса противовирусных препаратов, которые являются потенциально широким спектром».По существу все вирусы, геномы которых состоят из РНК, а не ДНК, используют фермент под названием ЗАВИСИМАЯ ОТ РНК полимераза РНК, чтобы выразить гены и копировать их геном, чтобы сделать новые копии из себя. Фермент полимеразы – поэтому привлекательная цель развития противовирусных средств широкого спектра.
«Чтобы сделать больше вирусов, фермент полимеразы РНК копирует вирусный геном, включая нуклеотиды – стандартные блоки РНК или ДНК, которые составлены из основы и сахара – по одному», сказал Джейми Дж. Арнольд, объединенный преподаватель исследования в Государственном университете Пенсильвании и другой автор статьи. «Для многих противовирусных препаратов альтернативные версии этих стандартных блоков разработаны таким образом, что, когда они включены во время повторения, они так или иначе разрушают процесс. Чтобы понять механизм разрушения, мы использовали магнитный пинцет, который позволил нам контролировать прогрессию сотен отдельных ферментов полимеразы РНК во время процесса повторения в присутствии противовирусных препаратов».Магнитный пинцет работает, ограничивая один конец сотен отдельных берегов РНК на поверхность и прилагая магнитную бусинку к другому концу.
Магнит тогда держит берега вертикально, в то время как исследователи контролируют бусинки под микроскопом. Поскольку полимераза РНК строит новую РНК, длину изменений берега, перемещая бусинку вверх или вниз.
Поскольку они могут контролировать сотни этих процессов одновременно, исследователи в состоянии построить наборы данных и развивать звуковую статистическую поддержку для их наблюдений.«Мы особенно интересовались противовирусным средством по имени T-1106», сказал Кэмерон. «Это связано с Favipiravir, который был недавно одобрен в Японии для использования в лечении гриппа, но механизм был неизвестен. Мы смогли показать, что эти противовирусные средства – новый класс, который изменяет основу стандартного блока РНК, а не сахар – работа по-новому.
В отличие от других известных противовирусных средств, которые или включают мутации в процесс повторения или останавливают его полностью, этот новый класс работает, заставляя фермент полимеразы РНК сделать паузу и возвратиться. С этим пониманием мы можем начать точно настраивать дизайн этих противовирусных средств и ускорять процесс получения их одобренный».