Tim profesora Nenada Bana otkrio slabu točku virusa SARS-CoV-2

U novom broju Sciencea, jednog od najvažnijih znanstvenih časopisa, izaći će rad pod nazivom “Structural basis of ribosomal frameshifting during translation of the SARS-CoV-2 RNA genome” koji potpisuje naš znanstvenik prof. dr. sc. Nenad Ban sa švicarskog Tehničkog sveučilišta u Zürichu zajedno s grupom kolega. Prof. Ban strukturalni je molekularni biolog, što je u istraživanju sad već prilično poznatog koronavirusa i dalje vrlo važna disciplina, jer je uz njenu pomoć moguće otkriti gdje je Ahilova peta SARS-CoV-2.

Riječ je osobinama virusa – običnim ljudima prilično nepoznatima – povezanima s ribonukleinskom kiselinom, ali koje su prisutne i kod drugih koronavirusa, kako nam je objasnio naš znanstvenik.

Tim profesora Nenada Bana otkrio slabu točku virusa SARS-CoV-2

– Pomak u okviru čitanja virusnog RNK-a je nešto čime se virusi relativno često koriste. Taj je proces važan za HIV, a i za SARS-CoV, ali nitko do sada nije uspio vizualizirati taj proces jer je jako kratkotrajan. Dakle, ključ je bio u dizajnu eksperimenta koji nam je omogućio da stabiliziramo proces sinteze proteina na virusnom RNK-u tako da možemo proučiti što se događa i kako dolazi do pomaka okvira čitanja. To se može zamisliti kao da se RNK posklizne pa se promijeni rečenica – objasnio je prof. Ban.

Krio-elektronski mikroskop

Znači, ako zamislimo da je sljedeća virusna rečenica napisana u RNK jeziku, gdje su sve riječi sastavljene od tri slova, naši ribosomi bi je pročitali ovako: “The Ban lab and ETH isf unf ort heo new hoh asj am.“ U tom je slučaju samo početak rečenice razumljiv i zato virus ne može funkcionirati. Ali, ako virusni RNK navede ribosom da pomakne okvir čitanja za jedno slovo unazad na određenom mjestu u rečenici, onda će ribosomi pročitati rečenicu koja sada odjednom ima smisla pa je zbog toga virus funkcionalan: “The Ban lab and ETH is fun for the one who has jam.”

– To je vrlo neobičan proces koji je specifičan za viruse, a nikada se ne događa kada se manifestira informacija pohranjena u našem genomu – objašnjava prof. Ban.

U eksperimentalne metode kojima se došlo do ovog rada ubraja se i korištenje vrlo skupog krio-elektronskog mikroskopa kojim je moguće strukturu nekog dijela organizma snimiti do najsitnijih dijelova, gotovo do atoma. Tako je i ovdje proces snimljen dosad najdetaljnije. Banova je grupa u suradnji s kolegama na sveučilištima Cork u Irskoj te Lausanni i Bernu u Švicarskoj proučavala kako se virusni proteini sintetiziraju na osnovi informacije u SARS-CoV-2 genomu.

– Taj je proces vrlo neobičan jer virusni RNK mora navesti naše ribosome da naprave pogrešku u čitanju genomske poruke, što se naziva programirana “promjena okvira čitanja”. Taj je proces od ključne važnosti za virus jer se tako proizvedu proteini odgovorni za replikaciju virusa. Naše otkriće pokazuje kako dolazi do takve promjene okvira čitanja kada naši ribosomi sintetiziraju virusne proteine – kaže naš molekularni biolog.

Početna točka za lijekove

Zanimljivo je što se u radu spominje i cink koji je u početku pandemije bio jedan od metala često spominjan kao blagotvoran u razvoju imunosti.

– Cink je element koji je važan za normalno funkcioniranje tijela i smatra se da ima važnu ulogu u funkcioniranju staničnog imuniteta. Naše je otkriće pokazalo da se ta promjena okvira čitanja virusnog RNK-a događa upravo u trenutku kada se proizvodi virusni protein na koji se veže cink. Dakle, indirektno se može zaključiti da bi cink mogao utjecati na taj ključni virusni proces, ali zasad nije jasno na koji način – rekao je prof. Ban.

Jasno, najvažnije je može li se takvo otkriće konkretizirati, odnosno pretvoriti u lijek ili poboljšanje za postojeće cjepivo.

– Kako je promjena okvira čitanja RNK poruke jedinstven za virus, u našim se stanicama tako nešto ne događa pa bi bilo koji spoj koji inhibira taj virusni proces mogao biti koristan kao početna točka za razvoj lijekova protiv COVID-19. Naše je istraživanje pokazalo da kemijski spojevi koji sprečavaju promjenu okvira čitanja virusnog RNK-a također sprečavaju replikaciju virusa u staničnim kulturama. Usprkos tomu, ti spojevi još nemaju razinu aktivnosti da bi se koristili kao lijekovi, ali naši eksperimenti pokazuju da će ih biti moguće optimizirati – objasnio je naš znanstvenik, no i upozorio je da je do generičkog lijeka za novi koronavirus još doista dug put.

– Naše poznavanje SARS-CoV-2 već je dosta detaljno. Međutim, da bi se razvio novi lijek koji je klinički ispitan, treba u prosjeku deset godina. Unatoč tome što će se proces istraživanja novih lijekova ubrzati koliko se može, s obzirom na to da je riječ o virusu koji uzrokuje pandemiju, mislim da je zaštita putem cijepljenja najbolje rješenje, a ne nada u brzi razvoj novih lijekova – kaže naš znanstvenik.

>> VIDEO Zašto svatko drugačije reagira na cjepivo? Evo što kažu stručnjaci