(Tamnhin.net) - Các nhà khoa học đă t́m thấy cơ chế mới mà nhờ đó virus cúm đă đè bẹp phản ứng tự vệ của tế bào nhiễm bệnh. Protein của một trong những chủng vi khuẩn đă đóng giả histone protein của nhân tế bào, thay cho histone, nó tự kết nối với tổ hợp các enzyme có chức năng đánh thức các gen chống virus. Kết cục là tế bào bị tước mất khả năng phản ứng tự vệ trước virus.
|
Xâm nhập vào tế bào, virus chiếm luôn các nguồn dự trữ của tế bào và sai khiến các cơ chế di truyền của tế bào phục vụ nhu cầu của nó. Công tŕnh nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nature mới đây đă phản ảnh cơ chế mới mà nhờ đó virus А H3N2 xâm nhập vào sự điều tiết ngoại di truyền. Cơ chế điều tiết ngoại di truyền là các cơ chế không gắn với sự thay đổi chuỗi tŕnh tự của các nucleotide (axit nucleic) DNA nhưng tác động tới hoạt động của các gen. Vấn đề này đang trở thành chủ đề nóng trong các công tŕnh nghiên cứu gần đây.Chuỗi DNA của con người rất dài. Trong một tế bào b́nh thường chuỗi DNA dài 3 mét được chia thành 46 nhiễm sắc thể, tức là mỗi nhiễm sắc thể trung b́nh chứa một đoạn DNA. Để sợi chỉ dài này không bị rối th́ tồn tại một cơ chế cuốn chặt nó lại mà đến nay các nhà khoa học chưa t́m hiểu kỹ. Các histone – protein của nhân tế bào, đóng vai tṛ chủ chốt trong việc đóng gói chuỗi DNA.
Các histone cũng tham gia vào việc điều tiết hoạt động của các gen – phiên mă (tổng hợp mRNA), tổng hợp DNA trong quá tŕnh nhân các tế bào, loại bỏ những khuyết tật của DNA. Bốn histone chủ chốt (H2A, H2B, H3, H4) tạo thành cấu trúc có thể ví với cuộn chỉ để cuộn chuỗi DNA. Nếu DNA bị cuộn quá chặt th́ các gen được mă hóa trong đó “câm tiếng” bởi các biểu hiện cần thiết của các enzyme không đến được với chúng. Bởi vậy, để kích hoạt các gen th́ việc cuộn DNA phải lỏng một chút. Phần chính của phân tử histone được cuộn trong một cấu trúc nhỏ gọn, từ đó tḥ ra một đầu phi cấu trúc của chuỗi protein. Việc chỉnh sửa các dấu vết amino axit của đầu chuỗi protein, trong đó có việc methyl hóa (kết hợp nhóm methyl – CH3), ảnh hưởng đến sự tác động qua lại của các histone với DNA. Điều này có thể dẫn tới việc hé mở một đoạn DNA đă được cuốn chặt và trơ ĺ, kích hoạt các gen.
Trong hệ gen của virus cúm có protein NS1 đă được mă hóa và không nằm trong thành phần của phần tử virus. Các nhà khoa học đă phát hiện ra rằng NS1 nằm trong nhân của tế bào bị nhiễm bệnh và ngăn chặn phản ứng của tế báo đối với virus bằng cách phong tỏa sản phẩm của các interferon, phá hoại sự h́nh thành của mRNA và không cho nó thoát ra khỏi hạt nhân. Việc phân tích chuỗi tŕnh tự của các amino axit do các tác giả của công tŕnh nghiên cứu tiến hành, đă phát hiện ở đầu cuối NS1 của virus cúm А H3N2 chuỗi tŕnh tự rất giống với đầu cuối của phân tử histone H3. Các cuộc thử nghiệm chứng minh rằng sự giống nhau này gây ra những hậu quả chức năng: dấu vết amino axit của lysine 29 ở đầu cuối NS1 tương thích với substrate của các enzyme liên kết nhóm methyl với lysine ở đầu cuối histone H3 cả trong ống nghiệm lẫn trong tế bào bị nhiễm virus. Nếu các nhà khoa học tạo sự đột biến trong gen NS1 – thay lysine này bằng arginine th́ sự methyl hóa không diễn ra. Như vậy là NS1 cạnh tranh với histone H3 về cơ hội methyl hóa và cản trở việc đánh thức các gen có liên quan tới việc “mở khóa” DNA được methyl hóa.
Trong công tŕnh nghiên cứu lần đầu tiên các nhà khoa học chứng minh rằng histone H3 liên kết với tổ hợp enzyme hPAF1C của tế bào có khả năng thúc đẩy hoạt động của RNA- polymerase có chức năng phiên mă – tổng hợp mRNA. Hóa ra cả ở đây NS1 cũng cạnh tranh với histone. Và điều này cũng gây ra những hậu quả chức năng.
Việc liên kết hPAF1C với NS1 khi các tế bào nhiễm virus H3N2 đă cản trở việc phiên mă (tổng hợp mRNA) một loạt các gen chống virus. Trong khi đó việc phiên mă các gen không liên quan tới phản ứng tự vệ th́ không thay đổi. C̣n nếu các tế bào bị nhiễm loại virus có protein NS1 bị đột biến, mất khả năng liên kết với hPAF1C th́ việc đánh thức các gen chống virus diễn ra b́nh thường.
Như vậy là virus cúm А H3N2 đè bẹp phản ứng miễn dịch của tế bào nhiễm bệnh bằng cách sử dụng cơ chế ngoại di truyển mà trước đây chúng ta chưa biết đến. Điều này một lần nữa cho thấy các virus rất sáng tạo trong việc vượt qua các rào cản tự vệ của cơ thể.
Một số câu hỏi đặt ra: Cơ chế ngoại di truyền này độc đáo đến mức nào? Làm sao nó có thể tác động tới việc nhiễm virus cúm, tới t́nh trạng của bệnh? А H3N2 không phải là loại virus hiếu chiến nhất. Có thể trong quá tŕnh tiến hóa chỉ mới đây thôi nó đă tạo ra được cơ chế ngoại di truyền. NS1 của các loại virus khác mà chúng ta đă biết cũng có đầu cuối phi cấu trúc của chuỗi phân tử protein nhưng trong đó không có tŕnh tự giống như histone. Không thể tiên đoán là chuỗi tŕnh tự này sẽ xuất hiện hay không trong NS1 của chủng virus gà H2N1 từng khiến loài người khiếp sợ. Chắc chắn các virus đă tạo ra các cơ chế khác mà chúng ta chưa biết được để tấn công tế bào. Từ góc độ y tế thực hành, những kết quả trên đây có thể được vận dụng để chế ra các loại thuốc trị cúm mới.
Trần Quang Vinh (theo Nature)
Games
Virus cúm đánh lừa tế bào con người như thế nào?
