Корь обычно начинается с лихорадки, продолжается сыпью, а заканчивается выздоровлением. Но в редких случаях вирус остается в организме, мутирует и проникает в мозг — тогда спустя годы развивается подострый склерозирующий панэнцефалит (ПСПЭ). Исследователи выявили еще один фактор, который может этому способствовать.
В базе данных NCBI ученые нашли пять штаммов вируса кори от пациентов, умерших от ПСПЭ. В F-белке этих штаммов была замена T461I, которая придает белку повышенную фузогенность.
Выравнивание аминокислот показало, что в F-белках этих штаммов есть и другие аминокислотные замены, которые тоже могут вызывать повышенную фузогенность: N462S/N465S, G264E, F375S/N465K.
Ученые трансфицировали в клетки линии 293FT плазмиды, кодирующие белок гемагглютинин дикого типа, F-белок дикого типа или один из мутантных белков F, зеленый флуоресцентный белок (EGFP) и рецептор (SLAMF1). Спустя 24 часа эти клетки исследовали с помощью флуоресцентного микроскопа. Выяснилось, что эти мутации действительно облегчают проникновение вируса в клетки.
Комбинаторные замены с мутантным белком F(T461I) тоже меняли фузогенность. Белки F(T461I/N462S/N465S) и F(G264E/T461I) проявляли повышенную фузогенность по сравнению с изначальным белком F(T461I). А вот белок F(F375S/T461I/N465K) был менее фузогенным, чем F(T461I) или чем такой же мутантный белок, но без включения T461I. Некоторые другие замены тоже увеличивали фузогенность других мутантных белков, но не белка дикого типа. Причем важным оказался и порядок внесения мутаций.
Также исследователи воспроизвели ситуацию, когда в одной клетке экспрессируются сразу и геном вируса дикого типа, и мутантный геном. Почти для всех мутантов коэкспрессия F-белка дикого типа подавляла фузогенность. Но один мутантный F-белок F375S/T461I/N465K в присутствии нормального F-белка проявлял повышенную фузогенность, а без него — сниженную. Это оказался тот самый белок, чья собственная фузогенность была ниже остальных мутантов. Получается, взаимодействие мутантных F-белков и F-белков дикого типа изменяет влияние мутаций на фузогенность.
Затем ученые стали менять соотношения плазмид с мутантными и нормальными F-белками. Чем больше в клетках экспрессировалось белков дикого типа, тем менее фузогенными становились все мутантные белки, кроме одного. Фузогенность белка F(F375S/T461I/N465K) сначала повышалась, а потом снижалась, но все еще оставалась выше фузогенности нормального F-белка и даже изначального мутантного белка F(T461I). Это значит, что вирус с таким F-белком может иметь преимущество и активнее передаваться между нейронами в присутствии F-белка дикого типа.
Ученые создали рекомбинантные вирусы, которые кодировали белки F (дикого типа), F(T461I) и F(F375S/T461I/N465K). Оказалось, что только вирус дикого типа и вирус с заменой T461I продуцировать инфекционные частицы, а вирус с белком F(F375S/T461I/N465K) — нет. Исследователи полагают, что этот мутант слишком нестабилен, поэтому инфекционность вируса страдает.
Наконец, авторы заразили нейроны гиппокампа мышиных эмбрионов рекомбинантными вирусами, которые могли включать нормальный или мутантный геном (с теми же самыми заменами), или оба одновременно. Спустя четыре дня клетки наблюдали под флуоресцентным микроскопом. Мутантный вирус с заменой T461I в F-белке активно инфицировал нейроны, но в присутствии генома вируса дикого типа начинал передаваться хуже. Вирус с белком F375S/T461I/N465K, наоборот, заражал нейроны, только если вирусная частица вместе с мутантным геномом содержала нормальный.