Un passaggio chiave nella crescita retrovirale all'interno di una cellula, come descritto da Jamil Saad, dottorato di ricerca, e colleghi, è raffigurato sulla copertina di The Journal of Biological Chemistry . È un'immagine visiva, nel dettaglio molecolare, del loro articolo di giornale all'interno che esamina il virus del sarcoma aviario, o ASV.

I ricercatori dell'Università dell'Alabama a Birmingham hanno utilizzato la risonanza magnetica nucleare, o RMN, per dettagliare come il dominio di matrice della proteina ASV Gag si lega a determinati fosfolipidi. Questi fosfolipidi sono vitali per il legame della proteina Gag alla membrana plasmatica di una cellula, mentre il virus si replica e fa il primo passo verso la formazione e il germogliamento del virus.

ASV, un retrovirus che causa il cancro nei polli, è il primo oncovirus ad essere stato descritto, più di un secolo fa. Appartiene alla famiglia dei retroviridae ed è strettamente correlato all'HIV, il virus che causa l'AIDS. L'ASV è ampiamente utilizzato come modello per studiare i meccanismi dell'infezione e della replicazione dell'HIV. Studiando somiglianze e differenze nella replicazione dei due virus, i ricercatori apprendono le conoscenze di base che possono informare gli sforzi volti a fermare la replicazione e la diffusione dell'HIV. Nonostante le grandi somiglianze nelle loro proteine ​​Gag che avviano l'assemblaggio del virus, i retrovirus hanno meccanismi distinti per l'assemblaggio che non sono completamente compresi.

Il lavoro guidato da Saad, professore associato di microbiologia presso UAB, e un foglio di accompagnamento, guidato da Carol Carter, dottorato di ricerca, professore di genetica molecolare e microbiologia alla Stony Brook University, ha esaminato come la proteina ASV Gag è mirata alla membrana plasmatica della cellula ospite per avviare l'assemblaggio del virus. I loro risultati chiariscono il legame alla membrana plasmatica da parte del dominio matrice di Gag, dalla determinazione della forma molecolare precisa del dominio proteico allo studio della sua attività vitale nelle cellule viventi per avviare il germogliamento virale.

All'UAB, Saad e colleghi hanno chiarito i determinanti molecolari dell'interazione della matrice ASV con lipidi e membrane, e hanno fornito un modello di come la matrice si lega a una membrana cellulare.

Importanti risultati inclusi:

• Ottenere un modello strutturale significativamente migliorato del dominio della matrice e identificare un sito di legame alla membrana che non era evidente nelle strutture precedentemente determinate.
• Fornendo prove convincenti che un cluster di quattro amminoacidi di lisina nel dominio della matrice crea una superficie di base, che agisce come un unico sito di legame che interagisce direttamente con i lipidi di membrana acidi chiamati fosfoinositidi.
• Dimostrando che l'interazione Gag-membrana è governata da interazioni carica-carica.

Dimostrano anche che, sebbene il dominio della matrice dell'HIV utilizzi strumenti più strutturali per legarsi alla membrana, entrambe le proteine ​​della matrice ASV e HIV condividono motivi di interazione quasi identici che guidano l'assemblaggio.

Come parte degli esperimenti UAB, i ricercatori hanno scoperto che la sostituzione dei residui di lisina nel sito di legame della matrice con un diverso amminoacido riduce notevolmente il legame ai lipidi e alle membrane.

Nel documento di accompagnamento, Carter e colleghi della Stony Brook University hanno utilizzato queste mutazioni nel dominio della matrice della proteina ASV Gag per dimostrare che l'interruzione del sito di legame del fosfoinositide sul dominio della matrice ha inibito la localizzazione di Gag alla periferia cellulare in due diverse linee cellulari e ha ridotto gravemente la produzione di particelle virali. , rispetto ad ASV non mutato.

"Questi studi hanno risolto un mistero di vecchia data su come un virus scoperto un secolo fa utilizzi la membrana plasmatica della cellula ospite per replicarsi, " Ha detto Saad. "Ciò che è ancora più notevole è come ASV e HIV-1 condividano caratteristiche strutturali molto simili che guidano il targeting e l'assemblaggio della membrana".