كشف فريق من الباحثين في معهد ماكس بلانك للكيمياء الحيوية، بالتعاون مع جامعتي هايدلبرغ وييل، عن خطوة حاسمة في دورة حياة فيروس نقص المناعة البشرية.
عندما ينطلق فيروس نقص المناعة البشرية 1 من الخلايا المصابة، يكون في صورة غير ناضجة وغير معدية، ويتكون بشكل أساسي من حوالي 2000 نسخة من بروتين طويل يُسمى Gag. ولتفعيل الفيروس وجعله معديًا، يجب أن يمر بعملية نضوج، حيث يقوم إنزيم البروتياز الفيروسي بتقطيع بروتين Gag إلى 6 بروتينات أصغر، من بينها بروتين الغلاف وبروتين المصفوفة، مما يؤدي إلى إعادة ترتيب هيكلية كبيرة في مكونات الفيروس.
ركزت الدراسات السابقة على التغيرات الهيكلية في الغلاف الفيروسي، لكن دور المصفوفة، التي هي الغلاف البروتيني الخارجي المحيط بالغشاء الدهني للفيروس، ظل غامضًا. لكن فريق الباحثين، بقيادة جون بريغز، مدير معهد ماكس بلانك للكيمياء الحيوية، كشف عن كيفية إعادة ترتيب المصفوفة أثناء نضوج الفيروس ليصبح معديًا.
وباستخدام المجهر الإلكتروني المبرد وتحليل الصور الحاسوبية، تمكن الباحثون من تطوير نماذج ثلاثية الأبعاد دقيقة للبروتينات الفيروسية. ومن غير المتوقع، اكتشفوا أن “الببتيد الفاصل 2”، أحد المكونات الستة الناتجة عن انقسام بروتين Gag، هو العامل المحفز لإعادة ترتيب المصفوفة. حيث يلتصق هذا الببتيد بالمصفوفة ويسهم في تكتلها بشكل مختلف، ما يعزز قدرة الفيروس على الاندماج مع الخلايا المستهدفة بسرعة أكبر.
وقال بريغز: “في عام 2021، حصلنا على أول بيانات هيكلية عن المصفوفة، لكننا لم نتمكن من فهم سبب إعادة ترتيبها أثناء النضوج. في هذه الدراسة، تمكنا من إنتاج صور ثلاثية الأبعاد أكثر تفصيلاً، ما سمح لنا بفهم هذه العملية بشكل أفضل.”
وأوضح كل من جيمس ستاسي ودومينيك هريبك، الباحثين الرئيسيين في الدراسة، أن “مصفوفة الفيروس تحتوي على جيب في شكلها الناضج، وكان يُعتقد سابقًا أن مادة دهنية من الغشاء ترتبط به. لكننا اكتشفنا أن “الببتيد الفاصل 2” هو الذي يرتبط بهذا الجيب، ما يفتح الباب أمام احتمالية استهدافه دوائيًا في المستقبل.”
وأكد بريغز أن “فيروس نقص المناعة البشرية 1 هو أحد أكثر الفيروسات التي تم دراستها، ولكن لا تزال هناك مراحل حاسمة في تكاثره لم نفهمها بالكامل بعد.”