Raziskovalci so prvič podrobno pokazali, kako virusna jedra HIV-1 vstopijo v celično jedro.

V nedavni prelomni študiji so znanstveniki odkrili, kako HIV-1 prodre skozi celično jedrno pregrado – odkritje, ki bi lahko spremenilo način pristopa k protivirusnim strategijam. Študija, ki jo je vodil profesor Peijun Zhang, direktor eBIC pri Diamondu, je uporabila najsodobnejšo krioelektronsko mikroskopijo za slikanje virusnih jeder HIV-1 med vstopom v jedro – težko dosegljiv, a ključnega koraka v življenjskem ciklu virusa.

Ugotovitve, objavljene v reviji Nature Microbiology, so bile omogočene s pomočjo krio-EM zmogljivosti v eBIC, britanskem nacionalnem centru za elektronsko bio-slikanje. Raziskovalci iz laboratorija profesorja Zhanga na Univerzi v Oxfordu so uporabili tehniko, imenovano celična permeabilizacija, da bi celično membrano naredili prepustno, ne da bi pri tem uničili samo celico. Uspelo jim je simulirati proces okužbe z virusom HIV v človeških celicah in zajeti skoraj 1500 virusnih jeder, vgrajenih v celično jedro.

Študija je pokazala, da je uspeh HIV-1 pri vstopu v jedro odvisen od oblike in fleksibilnosti njegovih virusnih jeder, prilagodljivosti kompleksa jedrnih por (NPC) in gostiteljskih dejavnikov, kot je CPSF6.

CPSF6 je protein gostiteljske celice, ki igra ključno vlogo v zgodnjih fazah okužbe z virusom HIV-1, zlasti med vstopom virusa v jedro in integracijo v genom gostitelja.

Prej so mislili, da je kompleks jedrnih por toga, fiksna struktura, ki prepušča le določene molekule. Vendar pa je študija pokazala, da so jedrne pore veliko bolj prožne – lahko se razširijo in spremenijo obliko, da omogočijo prehod delcev HIV (virusnih jeder).

Vendar pa vsa virusna jedra ne dosežejo jedra: če je jedro preveč krhko ali ne more interagirati z beljakovino CPSF6, se zatakne v pori ali ostane zunaj. To pomeni, da jedrne pore niso le pasivna »vrata«, temveč aktivni akterji pri odločanju, kateri virusi lahko vstopijo. To je temeljno novo razumevanje okužbe z virusom HIV in kako virus interagira z našimi celicami.

Virus humane imunske pomanjkljivosti tipa 1 (HIV-1) ostaja ena najresnejših groženj za zdravje ljudi vse od prvega zabeleženega primera leta 1981, saj vsako leto povzroči več kot 42 milijonov smrti in več kot milijon novih okužb. Te ugotovitve ne le izboljšujejo naše razumevanje HIV-1, temveč tudi dokazujejo moč strukturne biologije in situ za osvetlitev kompleksnih celičnih procesov.

To delo predstavlja pomemben preboj pri vizualizaciji virusa HIV v kritični fazi in razumevanju, kako bi ga lahko potencialno ustavili.