به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، پژوهش‌های تازه در حوزه ویروس‌شناسی و پروتئومیکس، تصویر عمیق‌تری از شیوه‌های پیچیده‌ای ارائه می‌دهد که کروناویروس‌ها برای استفاده از سامانه‌های سلولی انسان و تکثیر موفقیت‌آمیز خود به کار می‌گیرند. یکی از مهم‌ترین یافته‌ها مربوط به این است که ویروس‌ها چگونه فرآیندهای پردازش RNA را که برای حیات طبیعی سلول ضروری است، در اختیار می‌گیرند. بررسی‌های انجام‌شده روی کروناویروس انسانی 229 E نشان می‌دهد که این ویروس با مهار مجموعه‌های کلیدی پردازش RNA، مسیرهای طبیعی پیام‌برداری و ترجمه ژنتیکی را به سود خود بازآرایی می‌کند. در کنار این نتایج، دو مطالعه هم‌راستا نیز اثرات مشابهی را در ویروس‌های نزدیک گزارش کرده‌اند که نشان می‌دهد این رفتار نه یک مورد استثنایی، بلکه یک راهبرد پایدار در میان گونه‌های مختلف کروناویروس‌هاست. چنین یافته‌هایی نه‌تنها نگاه ما را به بیولوژی ویروس‌ها عوض می‌کند، بلکه درک دقیق‌تری از نقاط آسیب‌پذیر چرخه تکثیر آنها در اختیار می‌گذارد و می‌تواند مسیرهای تازه‌ای برای طراحی مداخلات دارویی بگشاید.

نقش حیاتی پردازش RNA در تکثیر ویروسی

نتایج به‌دست‌آمده روشن می‌کند که کروناویروس‌ها برای تکثیر خود به‌شدت به سامانه پردازش RNA سلول انسانی وابسته‌اند. پژوهشگران با تحلیل تعاملات پروتئینی، نشان دادند که مجموعه‌های مولکولی مسئول اصلاح، پایدارسازی و هدایت  RNA توسط ویروس بازنویسی کارکرد می‌شوند. ویروس با تغییر آرایش این مجموعه‌ها، کاری می‌کند که RNAهای ویروسی به‌صورت اولویت‌دار پردازش شوند؛ در‌حالی‌که RNAهای میزبان به حاشیه رانده می‌شوند. این تغییر ظریف در توازن پردازش RNA می‌تواند به‌سرعت توان دفاعی سلول را کاهش دهد، زیرا بسیاری از مسیرهای هشداردهنده ضدویروسی از طریق RNAها فعال می‌شوند. دو مطالعه مرتبط دیگر نیز پدیداری الگوهای مشابهی را تأیید می‌کنند؛ در آن‌ها نیز دیده می‌شود که گونه‌های دیگری از کروناویروس‌ها از همین ترفند استفاده می‌کنند و مجموعه‌های پردازش RNA را به سود خود سوئیچ می‌دهند. اهمیت این پدیده در این است که نشان می‌دهد ویروس‌ها به‌جای تخریب گسترده ساختارهای سلولی، بهتر می‌دانند چگونه همان ابزارهای حیاتی را در مسیر تکثیرشان به‌کار گیرند و این موضوع پیچیدگی جنگ میان سلول و ویروس را بیش‌ازپیش آشکار می‌سازد.

بازآرایی مسیرهای ترجمه و تغییر جریان اطلاعات ژنتیکی

آنچه این پژوهش‌ها را برجسته‌تر می‌کند، مشاهده تغییری سیستماتیک در مسیرهای ترجمه ژنتیکی سلول میزبان است. داده‌ها نشان می‌دهد که کروناویروس‌ها نه‌فقط از RNAهای آماده بهره‌برداری می‌کنند، بلکه مسیرهای ترجمه را نیز فرمت می‌کنند تا ریبوزوم‌ها بیشتر RNAهای ویروسی را بخوانند. این توانایی به ویروس اجازه می‌دهد که با سرعت بالایی پروتئین‌های ضروری برای تشکیل کمپلکس تکثیر و همچنین پوشش ویروسی را تولید کند. پژوهشگران دو مطالعه همسو گزارش کرده‌اند که برخی پروتئین‌های ویروسی نقش هدایت‌کننده دارند و ریبوزوم‌های انسانی را به‌گونه‌ای بازآرایی می‌کنند که از ترجیح طبیعی خود برای RNAهای اندوژن فاصله بگیرند. این بازچینش یکی از دلایلی است که چرا ویروس‌ها می‌توانند در مدت کوتاهی حجم زیادی از اجزای تکثیری خود را بسازند. دگرگونی جریان طبیعی اطلاعات ژنتیکی، مسیرهای سلولی را در وضعیتی قرار می‌دهد که فرصتی برای واکنش دفاعی سریع نداشته باشند، زیرا بخش عمده ظرفیت ترجمه سلول به‌طور کامل اشغال شده است.

راهبردهای ویروس در گریز از نظارت ایمنی سلول

یکی از نقاط جذاب در این سه پژوهش، جزئیاتی است که درباره دور زدن سیستم نظارتی سلول ارائه می‌شود. پردازشRNA در سلول انسان تحت نظارتی دقیق انجام می‌گیرد تا از ایجاد RNAهای غیرطبیعی جلوگیری کند. ویروس‌ها با تقلید ساختاری و شیمیایی RNAهای خود از RNAهای طبیعی، این نظارت را مختل می‌کنند. یافته‌ها نشان می‌دهد که ویروس با تغییر نشانگرهای شیمیایی روی RNA، مجموعه‌های شناسایی را فریب می‌دهد تا RNA ویروسی را خودی تصور کنند. دو پژوهش مرتبط ثابت کرده‌اند که کروناویروس‌ها حتی توانایی دستکاری آنزیم‌های نشانه‌گذاری RNA را نیز دارند. این فعالیت باعث می‌شود RNAهای ویروسی از دید گیرنده‌های دفاعی پنهان بمانند و چرخه تکثیر آرام و پیوسته پیش برود. چنین توانایی‌هایی، تصویر پیچیده‌تری از رقابت میان ویروس و سلول ارائه می‌دهد و نشان می‌دهد کروناویروس‌ها تنها مهاجمانی ساده نیستند، بلکه موجوداتی با مهارت‌های بیوشیمیایی ظریف و دقیق هستند. در این مطالعات از روش‌های پیشرفته پروتئومیکس برای تحلیل دقیق شبکه‌های مولکولی بهره گرفته شد. داده‌های پروتئین‌به‌پروتئین به‌طور واضح نشان می‌دهد که ویروس چگونه به‌صورت هم‌زمان چندین گره کلیدی را هدف می‌گیرد؛ گره‌هایی که اگر تنها یکی از آن‌ها دچار اختلال شود، سلول شاید بتواند خود را ترمیم کند، اما با اختلال هم‌زمان چند گره، سلول در برابر ویروس ناتوان می‌شود. پژوهشگران مشاهده کردند که مجموعه‌های پردازش RNA تنها یکی از اهداف اصلی هستند و شبکه‌های ترجمه، پایداری پروتئین‌ها و ارتباطات میان ریبوزومی نیز دچار بازآرایی می‌شوند.

دو پژوهش هم‌راستا نیز الگوهای مشابهی را گزارش کرده‌اند که در آن‌ها شبکه‌های پروتئینی آلوده‌شده مانند تارهای درهم‌تنیده، تغییر آرایش می‌دهند تا مسیرهای ویروسی را تسهیل کنند. این سطح از نقشه‌برداری مولکولی به درک جامعی از نقاط ضعف و قوت سلول در برابر تهاجم ویروسی منجر می‌شود. ترکیب نتایج این سه مطالعه تصویری کامل از وضعیت سلول آلوده ترسیم می‌کند. سلول در حالت عادی مجموعه‌ای از مسیرهای موازی دارد که با هم هماهنگ عمل می‌کنند و هر مسیر نقش خود را دارد. در حالت آلودگی، نه‌تنها پردازشRNA  دستخوش تغییر می‌شود، بلکه محیط سلولی به وضعیت بازآرایی اجباری می‌رسد. وضعیتی که در آن توزیع انرژی، استفاده از منابع، ترجمه پروتئین‌ها و حتی شکل‌گیری ساختارهای درون‌سلولی همگی در اولویت نیازهای ویروس قرار می‌گیرد. پژوهشگران گزارش کرده‌اند که چنین بازآرایی عمیقی، سلول را از حالت پایدار خارج می‌کند و حتی در صورت توقف تکثیر ویروسی، ریکاوری کامل سلول ممکن است با تأخیر انجام شود. مطالعات مرتبط دیگر نشان می‌دهد که برخی کروناویروس‌ها حتی پس از قطع فعالیت تکثیری، ردپایی پایدار در مسیرهای RNAیی باقی می‌گذارند، موضوعی که می‌تواند توضیحی برای اختلالات بلندمدت پس از بهبودی باشد. یکی از پیام‌های محوری این مجموعه پژوهش‌ها این است که هدف‌گیری دقیق مجموعه‌های پردازش RNA می‌تواند نقطه شروعی مؤثر برای توسعه داروهای ضدویروسی باشد. از آنجا که ویروس برای بقا به این مجموعه‌ها وابسته است، ایجاد اختلال کنترل‌شده در تعاملات ویروسی با این مجتمع‌ها می‌تواند تکثیر ویروس را به شدت کاهش دهد. یافته‌های دو مطالعه همسو این فرضیه را تقویت می‌کند و نشان می‌دهد که برخی پروتئین‌های سلولی که در پردازش RNA نقش دارند، بسیار حیاتی‌تر از آن چیزی هستند که قبلاً تصور می‌شد. پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند که می‌توان با طراحی مولکول‌هایی که مانع اتصال پروتئین‌های ویروسی به این مجموعه‌ها می‌شوند، بدون تخریب کل سامانه سلول، ضربه‌ای اساسی به چرخه تکثیر ویروس وارد کرد. این رویکرد نه‌تنها مزیت دقت بالا دارد، بلکه به دلیل جلوگیری از درگیری گسترده مسیرهای دیگر، احتمال بروز عوارض جانبی شدید را نیز کاهش می‌دهد.

پایان مطلب./