HIV: scoperta la funzione di un misterioso componente

HIV studio- dalla Società Max Planck.

Gli scienziati scoprono la funzione di un misterioso componente dell'HIV — Per diventare infettivo, l’HIV deve subire un processo di maturazione. Nell’HIV immaturo, le proteine della matrice (rosse) formano un reticolo lasco (in alto a destra), mentre nell’HIV maturo, la formazione di un reticolo stabile è innescata dalla proteina SP2 (blu, in basso a destra). Credito: Margot Riggi, MPI di Biochimica

I ricercatori del Max Planck Institute of Biochemistry hanno scoperto il meccanismo alla base di un passaggio importante nel ciclo di vita dell’HIV. Lavorando insieme ai team delle Università di Heidelberg e Yale, hanno scoperto che l’enigmatico “spacer peptide 2”, uno dei componenti del virus, svolge un ruolo chiave nella conversione delle particelle immature di HIV-1 in particelle infettive.

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature.

Le particelle di HIV-1 vengono rilasciate dalle cellule infette in una forma immatura e non infettiva. Il principale materiale di costruzione per una particella virale è costituito da circa 2.000 copie di una lunga proteina a forma di bastoncino chiamata Gag. Per diventare infettivo, l’HIV deve subire un processo di maturazione. Questo coinvolge la proteasi dell’HIV-1 (un enzima virale), che taglia Gag in sei proteine più piccole, tra cui la proteina del capside e la proteina della matrice. Ciò provoca un’enorme riorganizzazione strutturale dei componenti del virus.

Per molti anni, gli scienziati hanno esplorato i cambiamenti strutturali del capside del virus che racchiude il genoma. Al contrario, si sa molto meno della matrice del virus, il guscio proteico esterno direttamente sotto la membrana lipidica che avvolge il virus. I ricercatori guidati da John Briggs, Direttore e biologo strutturale presso il Max Planck Institute of Biochemistry, hanno ora elaborato il modo in cui la proteina della matrice si riorganizza durante la maturazione nella particella infettiva.

Hanno utilizzato i più recenti microscopi crioelettronici per creare immagini delle particelle virali, e poi hanno utilizzato l’analisi computazionale delle immagini per ricavare modelli 3D molto dettagliati delle proteine virali. Inaspettatamente, hanno scoperto che la riorganizzazione della matrice è innescata dal “peptide spaziatore 2”, che si attacca alla matrice e fa sì che si compatti in un modo diverso.

Il peptide spaziatore 2 è un altro dei sei componenti formati tagliando Gag, ma la sua funzione era sconosciuta fino ad ora. Il legame del peptide spaziatore 2 alla proteina della matrice consente al virus di fondersi con le cellule bersaglio più rapidamente.

Briggs spiega: “Nel nostro laboratorio, abbiamo ottenuto i primi dati strutturali sulla matrice nel 2021, ma non sapevamo cosa ne causasse la riorganizzazione quando il virus matura. In questo nuovo studio abbiamo prodotto viste 3D molto più dettagliate dello strato della matrice, che è stato fondamentale per capire cosa sta succedendo”.

James Stacey e Dominik Hrebík, i due primi autori dello studio, spiegano le loro scoperte. Stacey afferma: “La matrice del virus ha una tasca nella sua forma matura. Sapevamo che qualcosa si lega lì, ma pensavamo fosse un lipide della membrana. Ora possiamo vedere che è il peptide spaziatore 2. Ci chiediamo se questa tasca potrebbe essere un bersaglio per le molecole di farmaci in futuro“.