Enterovirüs virionlarının oluşumunda RNA-protein ilişkisinin rolü

Enterovirüsler, genomunda pozitif tek RNA ipliğine sahip zarfsız virüslerdir. Hepatit ya da polio virüsüne benzer şekilde Picarnovirüs ailesinde sınıflandırılmaktadırlar. Aslında günlük hayatımızda enterovirus kaynaklı pek çok enfeksiyon ile karşılaşmaktayız. Örneğin, ilk olarak 1969 yılında saflaştırılan enterovirus 71 (EV71) çocukları etkilemekte ve kreş, anaokulu ve ilkokul çağında yoğun olarak görülen el, ayak ve ağız hastalığı salgınlarına yol açmaktadır¹. Coxsackievirüs A16 (CVA16) bu salgınlara sebep olan en yaygın virüs iken EV71 de ikinci sıradadır². Bu virüsün genomu kopyaları RNA polimeraz enzimleri tarafından çıkarılırken, bu enzimlerin oluşan rastgele mutasyonları tanıma ve düzeltme yetisinin olmaması, yani “proofreading aktivitesinin” olmaması, virüsün görece hızlı evrimini tetiklemektedir.  

Picarnovirüs ailesi birçok hastalığa yol açan, oldukça önemli patojen virüs türlerini kapsayan bir aile. Bu virüs ailesinin enfeksiyon döngüsü de hepimizin yakından tanımak zorunda kaldığı koronavirüslere benziyor. Çok kabaca ve özetle anlatırsak, virüs proteini, konak hücrenin reseptörlerine bağlanarak, konak hücre ile birleşerek genomunu (RNA’sını) hücre sitoplazmasına bırakır. Yaklaşık 7500 baz uzunluğundaki bu RNA dizisi, hücrenin ribozomlarını kullanarak kendi RNA’sında kodlanan  tek zincir protein ürününü üretir. Bu ürün viral ya da hücre proteazları (proteinleri kesen enzimler) tarafından daha küçük proteinlere kesilerek viral kapsidi oluşturacak protein yapıları ile viral RNA’nın kopyalarını yapacak proteinler üretilir. Virüs, bu şekilde enfeksiyona yol açacak kendi kopyalarını yapar. Bugüne kadar Picarnovirüsler üzerinde yapılan çalışmalar enfeksiyöz virionların nasıl oluştuğunu tam olarak açıklayamamakta idi. 28 Aralık’ta, Plos Pathogens dergisinde yayınlanan bir araştırma^3,4, Enterovirüs E virüs RNA’sında evrimsel olarak korunan bazı motifleri açığa çıkardı. Araştırmacılar, kriyo-elektron mikroskopi (Cryo-EM) yöntemi kullanılarak virion oluşumunu izledi ve oluşan virionlarda RNA yoğunluğunun da olduğu gösterildi. Açığa çıkarılan motiflerin (RNA stem loops yapılar)  Enterovirüs E kapsid proteini (CP) kapsomerine (kapsid yapısının kendini tekrarlayan alt ünitesi) karşı afinitesi olduğu açığa çıkarıldı. Yani RNA’nın belirli bölgeleri ile kapsid yapısını oluşturan kapsid proteinleri birbirleri ile etkileşmekte, birbirlerine bağlanmaktadır. Araştırmacılar, kapsid protein ünitelerinde, bağlanmanın olduğu bölgeleri mutasyona uğratarak, bu bölgelerin virion oluşumu için gerçekten de önemli olduğunu gösterdi.   

Araştırmacılar bu çalışma ile Enterovirüslerde korunduğu düşünülen protein ve RNA etkileşim noktalarını içeren bir virion oluşum mekanizması önermektedir. Bu çalışma oldukça önemli çünkü enfeksiyoz virionların oluşumu bu etkileşimler ile başlıyorsa, bu etkileşimleri önleyecek yeni ilaç adayları tasarlanarak, yeni virionların oluşumunun engellenmesi hedeflenebilir.

¹ Solomon et al., Virology, epidemiology, pathogenesis, and control of enterovirus 71, The Lancet Infectious Diseases (2010) , Sayı 10, Cilt 11,  s. 778-790, https://doi.org/10.1016/S1473-3099(10)70194-8.

² Yi, Eun-Je et al. “Enterovirus 71 infection and vaccines.” Clinical and experimental vaccine research vol. 6,1 (2017): 4-14. doi:10.7774/cevr.2017.6.1.4

³ Meng B, et al. (2020) Assembly of infectious enteroviruses depends on multiple, conserved genomic RNA-coat protein contacts. PLOS Pathogens 16(12): e1009146. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009146

⁴ University of Leeds. "Unravelling the mystery that makes viruses infectious." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 January 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210108142145.htm>.