शोधकर्ताओं ने मानव नोरोवायरस के लिए प्रतिकृति केंद्रों की खोज की

“जब वायरस कोशिकाओं को संक्रमित करते हैं, तो वे आमतौर पर विशेष डिब्बे बनाते हैं – प्रतिकृति कारखाने – जहां वे नए वायरस बनाते हैं जो बीमारी का कारण बनने वाली अधिक कोशिकाओं को संक्रमित करते हैं,” वर्ना और मार्र्स मैकलीन बायोकैमिस्ट्री विभाग में पोस्टडॉक्टरल एसोसिएट, प्रथम लेखक डॉ. सोनी कौंडल ने कहा। और काम के संबंधित लेखक डॉ. बीवी वेंकटराम प्रसाद की प्रयोगशाला में बायलर में आणविक औषध विज्ञान। “हालांकि, नोरोवायरस की प्रतिकृति फ़ैक्टरियों के बारे में बहुत कम जानकारी है।

बढ़ते प्रमाणों से पता चलता है कि कुछ प्रतिकृति फ़ैक्टरियाँ आमतौर पर किसी झिल्ली द्वारा अपने परिवेश से अलग नहीं होती हैं। इसके बजाय, वे बायोमोलेक्यूलर कंडेनसेट हैं, तरल-तरल चरण पृथक्करण द्वारा गठित बुलबुले जैसी संरचनाएं। ये संघनन वायरल प्रतिकृति के लिए आवश्यक प्रोटीन और अन्य सामग्रियों को चुनिंदा रूप से शामिल करते हैं। प्रतिकृति कारखानों के रूप में तरल जैसे संघनन का रेबीज और खसरा वायरस सहित अन्य वायरस में बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है। इस अध्ययन में शोधकर्ताओं ने जांच की कि क्या नोरोवायरस बायोमोलेक्यूलर कंडेनसेट बनाता है जो प्रतिकृति केंद्र के रूप में काम करता है।

कौंडल ने कहा, “हम जानते थे कि ये संघनन अक्सर एक एकल वायरल प्रोटीन द्वारा शुरू किया जाता है जो आनुवंशिक सामग्री को बांधने में सक्षम होता है, जिसमें एक लचीला क्षेत्र होता है और ऑलिगोमर्स, छोटी संख्या में दोहराई जाने वाली इकाइयों से बने अणु बनते हैं।”

टीम ने नोरोवायरस प्रोटीन की पहचान करने के लिए जैव सूचनात्मक विश्लेषण लागू करके अपनी जांच शुरू की, जो तरल संघनन के निर्माण के लिए सबसे अधिक संभावित विशेषताओं को प्रस्तुत करेगी।

कौंडल ने कहा, “मानव नोरोवायरस महामारी स्ट्रेन GII.4 के साथ काम करते हुए, जो दुनिया भर में गैस्ट्रोएंटेराइटिस के अधिकांश मामलों के लिए जिम्मेदार है, हमने पाया कि आरएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ में बायोमोलेक्यूलर कंडेनसेट बनाने की उच्चतम प्रवृत्ति होती है।” “इस प्रोटीन में एक लचीला क्षेत्र होता है, यह ऑलिगोमर्स बना सकता है, आरएनए, नोरोवायरस की आनुवंशिक सामग्री को बांधता है, और वायरल आरएनए की प्रतियां बनाने वाले वायरल प्रतिकृति के दौरान एक आवश्यक भूमिका निभाता है। इन सभी विशेषताओं ने हमें प्रयोगात्मक रूप से परीक्षण करने के लिए प्रेरित किया कि क्या जीआईआई.4 आरएनए पोलीमरेज़ है वायरल प्रतिकृति के लिए अनुकूल जैव-आणविक संघनन के निर्माण को प्रेरित करता है।”

आणविक विषाणु विज्ञान और सूक्ष्म जीव विज्ञान के प्रोफेसर प्रसाद ने कहा, “हमारे प्रायोगिक अध्ययन से पता चलता है कि जीआईआई.4 आरएनए पोलीमरेज़ वास्तव में प्रयोगशाला में शारीरिक रूप से प्रासंगिक स्थितियों में अत्यधिक गतिशील तरल जैसे संघनन बनाता है और इस प्रोटीन का लचीला क्षेत्र इस प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण है।” और बायोकैमिस्ट्री बायलर में एल्विन रोमनस्की चेयर। प्रसाद बायलर के डैन एल डंकन कॉम्प्रिहेंसिव कैंसर सेंटर के सदस्य भी हैं। “इसके अलावा, संघनन अत्यधिक गतिशील संरचनाएं हैं: कई मिलकर एक बड़ी संरचना बना सकते हैं या वे छोटी संरचनाओं में विभाजित हो सकते हैं; वे कोशिका के अंदर भी चले जाते हैं, अपने परिवेश के साथ सामग्रियों का आदान-प्रदान करते हैं।”

इसके बाद, शोधकर्ताओं ने जांच की कि क्या ये तरल जैसे संघनन मानव नोरोवायरस से संक्रमित मानव आंतों की कोशिकाओं में भी बनते हैं। हाल तक, यह अध्ययन करना मुश्किल था कि नोरोवायरस कोशिकाओं के अंदर कैसे प्रतिकृति बनाता है क्योंकि शोधकर्ताओं के पास प्रयोगशाला में वायरस को विकसित करने के लिए एक प्रभावी जैविक प्रणाली का अभाव था। लेकिन 2016 में, बायलर में डॉ. मैरी एस्टेस और उनके सहयोगियों की प्रयोगशाला मानव आंतों के एंटरॉइड संस्कृतियों में मानव नोरोवायरस उपभेदों को विकसित करने में सफल रही।

मिनी-गट्स के रूप में भी जाना जाता है, ये संस्कृतियाँ मानव जठरांत्र संबंधी मार्ग का एक प्रयोगशाला मॉडल हैं जो इसकी सेलुलर जटिलता, विविधता और शरीर विज्ञान को दोहराती हैं। मानव एंटरॉइड्स तनाव-विशिष्ट मेजबान-वायरस संक्रमण पैटर्न की नकल करते हैं, जिससे वे मानव नोरोवायरस संक्रमण को विच्छेदित करने के लिए एक आदर्श प्रणाली बन जाते हैं, जैसा कि वर्तमान अध्ययन में, तनाव-विशिष्ट विकास आवश्यकताओं की पहचान करने और उपचार और टीके विकसित करने और परीक्षण करने के लिए किया जाता है।

“हमने दिखाया कि तरल जैसे संघनन मानव नोरोवायरस-संक्रमित मानव आंतों के एंटरॉइड संस्कृतियों के साथ-साथ प्रयोगशाला में विकसित HEK293T मानव कोशिका रेखा में बनते हैं। हमारा प्रस्ताव है कि ये संघनन मानव नोरोवायरस के लिए प्रतिकृति केंद्र हैं, जो कि एक शानदार समाधान है। यह एक पेचीदा सवाल है कि वायरल जीनोम के राइबोसोम-सहायता वाले अनुवाद को पॉजिटिव-स्ट्रैंड आरएनए वायरस में वायरल पोलीमरेज़ द्वारा इसकी प्रतिकृति से कैसे अलग किया जाता है, ”प्रसाद ने कहा। “हमारे जैव सूचना विज्ञान विश्लेषण से यह भी पता चला है कि लगभग सभी नोरोवायरस उपभेदों के आरएनए पोलीमरेज़ में इन प्रतिकृति कारखानों को बनाने की उच्च प्रवृत्ति होती है, जिससे पता चलता है कि यह अधिकांश नोरोवायरस की एक सामान्य घटना हो सकती है।”

“यह एक उल्लेखनीय पेपर है, और मुझे खुशी है कि हम मानव नोरोवायरस के लिए हमारी मानव आंतों के एंटरॉइड खेती प्रणाली का उपयोग करके वायरस से संक्रमित कोशिकाओं में निष्कर्षों को मान्य कर सकते हैं,” एस्टेस, प्रतिष्ठित सेवा प्रोफेसर और कुलेन फाउंडेशन के आणविक विषाणु और सूक्ष्म जीव विज्ञान के अध्यक्ष ने कहा। बायलर. एस्टेस टेक्सास मेडिकल सेंटर डाइजेस्टिव डिजीज सेंटर में गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल एक्सपेरिमेंटल मॉडल सिस्टम कोर के सह-निदेशक और बायलर के डैन एल डंकन कॉम्प्रिहेंसिव कैंसर सेंटर के सदस्य भी हैं।

निष्कर्ष न केवल मानव नोरोवायरस प्रतिकृति में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं बल्कि मानव नोरोवायरस संक्रमणों के लिए एंटीवायरल डिजाइन करने के लिए नए लक्ष्य भी खोलते हैं, जो बच्चों और प्रतिरक्षाविहीन रोगियों में एक गंभीर खतरा बने हुए हैं।

इस कार्य में अन्य योगदानकर्ताओं में रामकृष्णन अनीश, बी. विजयलक्ष्मी अय्यर, श्रीजेश शंकर, गुंदीप कौर, सू ई. क्रॉफर्ड, जेरोएन पोलेट और फैबियो स्टोसी शामिल हैं। लेखक बायलर कॉलेज ऑफ मेडिसिन और टेक्सास विश्वविद्यालय, एमडी एंडरसन कैंसर सेंटर से संबद्ध हैं।

इस परियोजना के लिए सहायता एनआईएच अनुदान P01 AI057788, रॉबर्ट वेल्च फाउंडेशन अनुदान Q1279, सेंटर फॉर एडवांस्ड माइक्रोस्कोपी एंड इमेज इंफॉर्मेटिक्स (कैंसर प्रिवेंशन एंड रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्सास (CPRIT) अनुदान RP170719), बायलर कॉलेज ऑफ मेडिसिन में इंटीग्रेटेड माइक्रोस्कोपी कोर द्वारा प्रदान की गई थी। (एनआईएच अनुदान: डीके56338, सीए125123, ईएस030285 और S10OD030414), और CPRIT अनुदान RR160029।