Legyőzték a HIV növényi hasonmását

Dátum: 2007. augusztus 29. 00:00:00.
Forrás : Origo

Amerikai botanikusoknak sikerült meggátolniuk egy olyan növényi vírus szaporodását, amely ugyanazzal a mechanizmussal sokszorozódik a növényi gazdasejtekben, mint az AIDS-et okozó HIV az emberi szervezet sejtjeiben. A Purdue University biológusainak eredménye forradalmi áttörést hozhat a retrovírusok megfékezésében - írja a ScienceDaily tudományos hírportál.

A Zhixiang Chen botanikus professzor vezette kutatócsoport a biológiai kutatásokhoz gyakran használt lúdfű (Arabidopsis thaliana) nevű gyomnövény fertőzött sejtjeiben sikeresen meggátolták a mezőgazdasági növények jelentős részét tizedelő karfiol-mozaikvírus (CaMV) szaporodását. A szubtrópusi, mediterrán és mérsékelt éghajlatú területeken elterjedt lúdfűt jól ismerik a kutatók: ez volt a legelső növény, amelynek örökítőanyagát (genomját) 2000-re sikerült szekvenálni (az összetevők sorrendjét megállapítani). Ezért kiválóan használható genetikai módosításra, ráadásul gyorsan szaporodik és meglehetősen igénytelen is, a fejlődéséhez nincsen szükség speciális környezeti feltételekre.

Lúdfű (Arabidopsis thaliana)

A CaMV kórokozója sem volt ismeretlen a biológusok előtt. Ez egy ún. pararetrovírus, azaz a retrovírusokhoz hasonló, ám növényeket fertőző ágens. Az állati szervezeteket támadó retrovírusok közé tartozik például az AIDS-et (szerzett immunhiányos tünetegyüttest) okozó HIV (humán immundeficiencia vírus) vagy a rákkeltő onkovírusok is.

A retrovírusok sajátossága, hogy szaporodásukhoz a megtámadott gazdasejt fehérjéit használják fel. Az amerikai tudósok felfedezték, hogy a CaMV-vírus ugyanannak a fehérjének a növényi változatát használja, mint amelyre a HIV-nek is szüksége van "életciklusa" során. Eredményüknek azért van óriási jelentősége, mert a szóban forgó növényi fehérje gátlásával meg tudták akadályozni a vírus terjedését, és megmentették a növényeket a pusztulástól.

A CaMV megfékezése különösen mezőgazdasági szempontból lenne fontos: a pararetrovírus rengeteg kárt okoz, hiszen a keresztesvirágúak családjába tartozó karfiolt, brokkolit, káposztát, repcét és még sok egyéb hasznos növényt is megfertőzi.

A retrovírusok jellemezői

A retrovírusok ún. RNS-vírusok: más szervezetekkel ellentétben örökítőanyaguk RNS (ribonukleinsav), és nem pedig DNS (dezoxiribonukleinsav) molekulában tárolódik. Miután bejutottak a gazdasejtbe, egy különleges enzim, a reverz transzkriptáz segítségével genetikai készletük RNS-ről először egyfonalas DNS-molekulává íródik át, majd kétszálúvá kiegészülve integrálódik (beépül) a fertőzött sejt DNS-ébe. Ezután a kétféle eredetű örökítőanyag (a fertőzött sejté és a vírusé) együtt sokszorozódik a gazdasejt fehérjéinek közreműködésével. A beépült retrovirális DNS - a gazdasejt fehérjéinek segítségével - vírusfehérjék szintézisét irányíthatja. Az így elkészülő molekuláris "alkatrészekből" újabb retrovírus-kórokozók épülhetnek fel. A megfertőzött sejt "vírusgyárrá" változik.

Az AIDS vírusa (zöld)

A reverz transzkriptáz enzim egyik jellegzetessége, hogy viszonylag gyakran épít be hibás bázist (a genetikai információ molekuláris egységét) az RNS-minta alapján készülő DNS-átiratba. Más szóval gyakran jelennek meg mutációk a vírusciklus során. Emiatt a retrovírusoknak általában nagyobb a változékonysága a DNS-vírusokénál, így diagnosztikai és terápiás szempontból is nagyobb kihívást jelentenek.

Részletesen a vizsgálatokról

A tudósok azonosítottak egy növényi fehérjekomplexet, amelyet a karfiolmozaik-vírus hasznosít génjeinek átírása (transzkripciója) során. Az Arabidopsisban ezt a komplexet CDKC-nek nevezik. A CDKC emberi megfelelője a P-TEFb jelű fehérjekomplex, amely a HIV-vírus szaporodásához nélkülözhetetlen. A retro- és pararetrovírusok által felhasznált fehérjekomplexek génjei tehát átadódtak az evolúció során azok között a fajok között, amelyekkel a vírusokkal is együtt változtak - vonták le a következtetést a kutatók. A kulcsfontosságú gének evolúciósan konzerváltak (tehát lényegében változatlanok maradtak), így a transzkripció működésének részletei is megőrződtek az évmilliók során.

A vizsgált fehérjekomplexek az ember és az állatok sejtjeiben nélkülözhetetlenek a transzkripció helyes működéséhez. A retrovírusok csupán egyetlen fehérjekomponenst kényszerítenek saját szolgálatukba. Ám ha egy mutáció meggátolja e komponens funkcióját, az nem csak a vírus sorsát pecsételi meg, hanem a gazdaszervezet pusztulásához is vezet. Emiatt nagyon nehéz vizsgálni, milyen hatással van e létfontosságú fehérjét kódoló gén egy élőlény fejlődésére és túlélésére.

A növényeknél szerencsére könnyebb a helyzet: a tudósok rájöttek, hogy a vírusok a lúdfűben azonosított fehérjekomplex két komponensét használják fel saját céljukra. Amikor Chen professzor és kollégái kiütötték az egyik fehérjekomponens génjét, a növény ellenállóvá vált a CaMV-fertőzésre. A vírus szaporodását tehát sikerült meggátolni. A nagy meglepetést az okozta, hogy - noha az Arabidopsis leveleinek, virágának és növényi szőreinek fejlődésében megjelentek defektusok - a génkiütés ellenére a növény életképes maradt, tovább növekedett. Amikor viszont a kutatók mindkét gén működését meggátolták, a növények már az embrionális fázisban elpusztultak.

A kutatócsoport elsődleges célja, hogy az Arabidopsis segítségével minél többet megtudjon a CDKC-fehérjekomplex komponenseinek működéséről. Ezután következhet a legfontosabb kérdés: hogyan lehet a fehérjekomponenseket úgy gátolni, hogy véget vessünk a vírus szaporodásának, de a lehető legkevesebb káros hatással legyünk a kísérleti növény életére?

A kutatók a The Plant Cell című folyóiratban tették közzé legfrissebb eredményeiket. Munkájuk a jövőben nagy előrelépést jelenthet a retrovírusok megfékezésében, és a hozzájuk kapcsolódó betegségek kezelésében.

Van jó témaötleted? Írj nekünk egy vendégcikket!

Kapcsolódó olvasnivalók

Hogyan tanuljunk online marketinget?

Az online marketing az az üzleti tevékenység, amelynek keretében az internetet adta lehetőségeket használjuk termékek vagy szolgáltatások népszerűsítésére, ismertségének növelésére. Ez a tevékenység kiterjed weboldalakra, mint a híroldalak, közösségi szolgáltatások vagy tematikus portálok, de ide értendő a keresőmotorok, okostévék vagy egyéb digitális csatornák is, amelyek az internethez kötődnek.

A holdraszállás története

Az Apollo–10 sikeres küldetése után már minden készen állt arra, hogy az ember leszálljon a Holdra. A Kennedy elnök által kitűzött célt, miszerint az Egyesült Államok az évtized végéig meghódítja a Holdat, az Apollo–11 hivatott elérni. A küldetésre már csak 5 hónapnyi idő állt rendelkezésre. A legénység tagjai: Neil Armstrong (parancsnok), Edwin Aldrin és Michael Collins voltak.

Online oktatás - tanulók a kiégés szélén?

Az online oktatásnak a már ismert pozitív hatásai mellett riasztóan sok negatív következményét emelték ki a doksi.net kutatásában résztvevők. Kiugróan jó érdemjegyek, hatalmas tanulási veszteség, rekord alacsony motiváció jellemzi az online oktatásban együttműködő tanárokat, diákokat és hosszútávon a kép még ijesztőbb.