SARS-CoV-2 vô hiệu hóa hệ thống cảnh báo trong tế bào?

Cơ chế phân chia, dịch mã và vận chuyển protein bình thường của tế bào (bên trái) và sự can thiệp của SARS-CoV-2 vào mỗi quá trình đó. Ảnh: Inna-Marie Strazhnik /Caltech

Giống như tất cả các loại virus, SARS-CoV-2 xâm nhập vào tế bào và chiếm đoạt các chất trong tế bào và cơ quan của tế bào để sao chép và nhân ra nhiều virus hơn. Về mặt tiến hóa, virus thành công là những cá thể đã tránh né lớp phòng thủ của tế bào một cách hiệu quả nhưng không giết chết tế bào ngay lập tức vì chúng vẫn cần tế bào sống để có thể sinh sản.

Tế bào người và rộng hơn là tế bào của các loài động vật có vú đều có các cơ chế bảo vệ bên trong để đối phó với việc lây nhiễm virus. Sự hiện diện của vật liệu di truyền virus trong tế bào sẽ gây ra một loạt phản ứng, dẫn đến việc tế bào sản sinh ra interferon - một nhóm protein, để cố gắng ngăn chặn sự lây nhiễm và thông báo về mối đe dọa cho các tế bào lân cận. 

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những bệnh nhân có triệu chứng mắc Covid-19 nghiêm trọng có mức độ interferon phản ứng thấp. Vây bằng cách nào mà virus đã vượt qua được cơ chế phòng thủ thông thường? Mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu do ĐH Caltech dẫn đầu đã xác định được cách thức đó và đăng tải kết quả của mình trên tạp chí Cell. 

“Virus rất kì diệu. Chúng và tế bào vật chủ liên tục chạy đua vũ trang tiến hóa để vượt qua nhau. SARS-CoV-2 đã phát triển những cách phức tạp và cụ thể để vô hiệu hóa tế bào mà không giết chết chúng hoàn toàn, để virus vẫn có thể sử dụng tế bào cho mục đích riêng của nó”, đồng tác giả TS. Emily Bruce tại khoa Y thuộc ĐH Vermont cho biết.

Virus SARS-CoV-2 tạo ra khoảng 30 protein virus. Tại phòng thí nghiệm của GS. Mitchell Guttman, các nhà khoa học đã kiểm tra từng loại protein và vạch ra cách chúng tương tác với các thành phần phân tử trong tế bào người nuôi ở đĩa Petri. Họ phát hiện ra, các protein SARS-CoV-2 tấn công vào ba quá trình quan trọng của tế bào để phá vỡ việc tạo ra interferon.

Một số protein của virus (như NSP16) đã ngăn cản quá trình nối ráp mRNA đúng cách trong nhân của tế bào, một số khác (như NSP1) cắm vào ribosome của tế bào để nó không thể hình thành các protein mới, và một số (NSP8, NSP9) lại can thiệp vào các hạt nhận dạng tín hiệu để chặn quá trình vận chuyển protein của người ra bên ngoài tế bào.

Đáng chú ý, nhóm nghiên cứu nhận thấy NSP1 ngăn mRNA của người xâm nhập vào ribosome nhưng cho phép mRNA của virus đi qua một cách bình thường. Khi đó, các dấu hiệu di truyền ở đầu của mRNA virus sẽ hoạt động như một mã truy cập chiếm đoạt lấy quyền điều khiển “nhà máy” ribosome, khiến ribosome sản xuất ra protein của virus thay vì protein của người. Do việc sinh sôi của virus phụ thuộc vào dấu hiệu di truyền này, nó có thể là mục tiêu vững chắc để các nhà khoa học nhắm đến nhằm phát triển ra những liệu pháp chống virus.  

“Mỗi quá trình mà SARS-CoV-2 làm gián đoạn— cắt ghép, dịch mã và vận chuyển protein — đều rất quan trọng trong việc biến đổi vật liệu di truyền của người thành protein”. Giáo sư Guttman nói. “Trên thực tế, việc khám phá ra từng quá trình kể trên đã được trao giải Nobel. Đây là những cỗ máy quan trọng nhất của sự sống và chúng ta không thể tồn tại nếu không có chúng. SARS-CoV-2 đã phát triển theo những cách rất cụ thể để vô hiệu hóa và làm gián đoạn chức năng của chúng”.

Các tác giả khác cho biết nghiên cứu này minh họa tầm quan trọng của nghiên cứu cơ bản và thiết lập một kênh dẫn để giải quyết các loại virus RNA mới xuất hiện trong tương lai. Khả năng xem xét các loại protein SARS-CoV-2 nhắm mục tiêu vào RNA của người cho phép họ xác định được những cơ chế của chúng mà không cần bằng chứng trước. Từ đó, họ có thể áp dụng những quy trình tương tự cho các mầm bệnh mới nổi hoặc thậm chí là những loại virus đang tồn tại nhưng chưa được hiểu rõ cơ chế hoạt động.

Ngô Hà (lược dịch)
Nguồn: https://phys.org/news/2020-10-sars-cov-disables-human-cellular-alarm.html