Исследователи из Оксфорда зафиксировали, как вирусоподобные частицы собираются по частям, одну молекулу за другой, обнаружив при этом относительно простые принципы, которые позволяют сложным биологическим конструкциям формироваться с высокой надёжностью. Результаты опубликованы в Nature и дают детальный взгляд на процесс, который десятилетиями не удаётся наблюдать напрямую. В рамках работы изучался вирусоподобный объект, состоящий из 60 белковых единиц, чтобы проследить ход сборки на каждом этапе. По данным авторов, открытые правила помогают объяснить, почему отдельные белки самостоятельно собираются в правильные структуры без внешнего «плана» или машины. (источник 0, 6, 8, 9)

Авторы отмечают, что понимание того, как вирусы конструируют «шар-оболочку» из белков, и как можно вмешаться в этот процесс, может открыть путь к новым противовирусным препаратам, улучшенным вакцинам и другим медицинским подходам. В частности, открытие объясняет, как отдельные белки последовательно упорядочиваются в требуемые структуры несмотря на существование тысяч возможных комбинаций и путей свёртывания. Это подводит к выводу, что оценка вариантов сборки идёт через ограниченное множество стабильных переходных стадий, которые «ведут» процесс к завершению. (источник 1, 13, 14, 18)

Учёные описывают сборку как решение по сути лабиринту: на старте формируются слабые связи, которые легко рвутся при неудачном раскладе. Такая гибкость даёт молекулам возможность повторно пробовать разные комбинации, пока не образуется закрытая структура, после чего она становится устойчивой и продолжение роста уже идёт быстрее. Так называемые «молекулярные контрольные точки» сокращают огромное число вариантов до меньшего набора успешных траекторий. Одной из ключевых ступеней является образование вокруг петли из пяти крупных белковых блоков, которая образует закрытое пятивыпуклое кольцо и считается первой стадией с высокой стабильностью. (источник 2, 3, 15)

Ко-ведущий автор доктор Roi Asor пояснил: вирус должен решить невероятную задачу конструирования — его компоненты находят правильную расстановку среди бесчисленного множества возможностей без «плана» и без направляющей машины. Исследование демонстрирует, как можно наблюдать за процессом молекула за молекулой и увидеть физические правила, делающие сборку возможной. По словам учёного, метод позволяет видеть промежуточные структуры и выстраивать детализированную модель конструирования, что ранее приходилось восстанавливать по кадрам или моделям. (источник 4, 11, 16)