Основная цель этого проекта — всесторонне охарактеризовать белковый состав внутриклеточного репликационного комплекса (РК), связанного с вирусом желтой лихорадки, представителем рода Flavivirus. Целью этого исследования является сравнение интерактомов репликационных комплексов различных видов и выявление клеточных белков, имеющих решающее значение для репликации вируса. Глобальное значение этого проекта подчеркивается недавно закончившейся пандемией COVID-19, подчеркивающей острую необходимость более глубокого понимания процессов репликации вируса для ускорения разработки лекарств. В настоящее время сложный белковый состав РК, внутриклеточной структуры, ответственной за репликацию вирусного генома, остается недостаточно изученным для вирусов млекопитающих и человека. Предлагаемая нами методология включает в себя создание рекомбинантных вирусов желтой лихорадки, в которых специфические неструктурные белки, а именно NS1 или NS2A, слиты с зеленым флуоресцентным белком (GFP). Эти меченые белки облегчают инфицирование различных клеточных линий, что позволяет выделять и очищать РК. Последующие этапы включают разделение внутриклеточных фракций, обогащенных вирусными РК, с использованием фракционирования в градиенте плотности и иммунопреципитации белков, меченных GFP. Целью является достижение максимальной чистоты вирусных РК в условиях иммуноаффинной хроматографии на анти-GFP-сорбентах. Кроме того, масс-спектрометрическая идентификация белков РК будет проводиться с использованием жидкостной хроматографии в сочетании с тандемной масс-спектрометрией (ЖХ-МС/МС). Этот подход, продемонстрированный на примере вируса желтой лихорадки, представляет собой адаптируемый метод, который можно применять к другим вирусам. Это открывает возможности для идентификации внутриклеточных мишеней, имеющих решающее значение для разработки противовирусных препаратов. Отличие предложенного нами подхода заключается в его ориентации на взаимодействие вирусных и клеточных белков внутри РК. В отличие от существующей литературы, которая в первую очередь подчеркивает вирусные белок-белковые взаимодействия или опирается на генетические подходы, наш проект предлагает масс-спектрометрический анализ вирусных репликационных комплексов из нескольких клеточных линий. Этот инновационный подход облегчит идентификацию клеточных белков, необходимых для формирования РК и необходимых для процесса репликации вируса. Кроме того, в этом проекте будет использоваться масс-спектрометрия, основанная на водородно-дейтериевом обмене, чтобы обеспечить динамическое понимание структурной стабильности белков комплекса репликации вируса, предлагая дополнительный подход, который улучшает наше понимание конформационных изменений, имеющих решающее значение для репликации вируса и потенциального поиска мишеней для лекарств.
Это исследование поможет расширить наше понимание взаимодействия вируса с хозяином и внести вклад в разработку целевых противовирусных препаратов. С социально-экономической точки зрения результаты этого исследования могут способствовать развитию фармацевтики в Казахстане. Знания и опыт, полученные в результате этого проекта, могут стать катализатором роста квалифицированной рабочей силы в области вирусологии, молекулярной биологии и передовых аналитических методов, способствуя развитию культуры инноваций и исследований внутри страны.
Основная цель проекта — комплексная характеристика белкового состава внутриклеточного репликационного комплекса, ассоциированного с вирусом желтой лихорадки, сравнение интерактомов в репликационных комплексах разных организмов, и идентификация клеточных белков, необходимых для репликации.
В результате реализации проекта будут выполнены следующие мероприятия:
Тарлыков Павел Викторович — доктор Ph.D., ассоциированный профессор, заведующий лабораторией протеомики и масс-спектрометрии ТОО «Национальный центр биотехнологии».
Специалист в области геномики, протеомики и масс-спектрометрии, автор более 100 научных трудов, индекс Хирша – 11 (Scopus). Проходил обучение в магистратуре по программе «Болашак» (США, Montana State University, 2007-2009). Стипендиат Всемирной Федерации ученых (Швейцария, 2010). Проходил стажировки во Франции (Institute Gustave-Roussy, 2011-2012), России («Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова», 2012). Индекс Хирша – 11 (Scopus), ResearcherID C-2587-2012, ORCID 0000-0003-2075-307, Scopus Author ID 35076539700
Шустов Александр Вячеславович — кандидат биологических наук, заведующий лабораторией генетической инженерии ТОО «Национальный центр биотехнологии».
Научный сотрудник департамента микробиологии University of Alabama (США), департамента микробиологии и иммунологии University of Texas Medical Branch (США), научный сотрудник Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» (Россия). Специалист в области генетической инженерии микроорганизмов, вирусологии, биоинженерии систем экспрессии в клетках млекопитающих и в бактериях, получения рекомбинантных белков. За последние 5 лет руководил проектами в области создания вирусоподобных частиц и разработки систем экспрессии антигенов в форме вирусоподобных частиц. Индекс Хирша – 12 (Scopus), ORCID ID – 0000-0001-9880-9382, Scopus ID – 57211989685.
Атавлиева Сабина Шамшиддинкызы — научный сотрудник лаборатории протеомики и масс-спектрометрии НЦБ, магистр естественных наук. Специалист в области протеомики и масс-спектрометрии.Индекс Хирша – 5 (Scopus), ORCID 0000-0002-7565-9454, Scopus Author ID 57204157988.
Ауганова Дана Нурлановна – младший научный сотрудник, лаборатории протеомики и масс-спектрометрии НЦБ, магистр естественных наук. Специалист в области молекулярной биологии. Владеет методами протеомики, протеолиза и HDX-MS. Индекс Хирша – 3 (Scopus). Scopus Author ID 57367752100.