הנגיף הגדול בעולם מגיש: הפלישה

כיצד נגיפים פולשים לתאים חיים? מהם תהליכי הייצור של נגיפים חדשים? תובנות חדשות עשויות לסייע בפיתוח דרכים לבלימת מעגל ההדבקה

אחת ממשפחות הנגיפים המעניינות בהקשר זה היא משפחת נגיפי מימי (mimivirus), הידועים בין היתר בשל גודלם יוצא הדופן – פי חמישה עד עשרה מכל נגיף מוכר אחר. המשפחה זוהתה רק בסוף המאה ה-20, כיוון שממדיהם החריגים של "בני המשפחה" לא איפשרו לזהותם באמצעים מקובלים. גם הכמות של החומר הגנטי שהם מכילים גדולה בהרבה מזו המצויה בנגיפים רגילים. תכונה זו מחייבת אותם לפתח שיטות יעילות, הן  להחדרת הדי-אן-אי הנגיפי אל התא המארח, והן לאריזת ה"משלוח הגנטי הנגיפי" המיועד ל"הזרקה" לתוך קופסאות חלבוני המעטפת החדשות הנוצרות בתוך התא המארח. פרופ' אברהם מינסקי ותלמידי המחקר נתן זאוברמן ויעל מוצפי, מהמחלקה לכימיה אורגנית, וד"ר אוגניה קליין וד"ר אייל שמעוני מהיחידה למיקרוסקופיית אלקטרונים במכון ויצמן למדע, חשפו באחרונה פרטים על חלק משיטות הפעולה שפיתחו הנגיפים האלה. במאמר שפירסמו בכתב-העת המדעי המקוון PLoS Biology הם מציגים, לראשונה, תמונות תלת-ממדיות של הפתחים שדרכם החומר הגנטי הנגיפי מועבר מהנגיף אל התא המודבק, ושל התהליך בו "מוזרק" החומר הגנטי הנגיפי אל תוך קופסאות חלבוני המעטפת.

בנגיפים שנבדקו עד למחקר הנוכחי של מדעני המכון, היציאה של החומר הגנטי מהנגיף אל התא (בתהליך ההדבקה), וגם הכניסה של החומר הגנטי אל תוך קופסאות חלבוני המעטפת, בתהליך הייצור של נגיפים חדשים בתוך התא, נעשות דרך תעלה אחת, אשר חוצה את מעטפת הנגיף.החוקרים מצאו כי נגיף המימי הענק משתמש בשני פתחים שונים – פתח ייחודי לכל אחת מהמשימות האלה בנפרד. המדענים גילו גם כי סלילי הדי-אן-אי המועברים (בשני הכיוונים) אינם מאורגנים כחוט ארוך (כפי שקורה בנגיפים אחרים), אלא כגוש דחוס וארוז היטב. המדענים סבורים כי הבדלים אלה נובעים מהכמות הגדולה של החומר הגנטי של הנגיף, שחייבה אותו לפתח שיטות יעילות ומהירות להעברתו אל התא המארח, וכן להזרקתו אל תוך המעטפות החלבוניות של הנגיפים הנוצרים והולכים. 

תמונות שצולמו באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים, במהלך פלישה של נגיף מימי לתא אמבה, מראות כי הפאות של "קופסת חלבוני המעטפת" של הנגיף (הבנויה כמצולע עשוי מ-20 משולשים) נפרדות ונפתחות כלפי חוץ – כמו עלי כותרת של פרח – ויוצרות שער גדול דמוי כוכב. כתוצאה מכך מתאחה הקרום הפנימי של הנגיף עם קרום תא האמבה, ונוצרת תעלה רחבה, המובילה אל תוך התא. הלחץ המשתחרר בפתיחה הפתאומית של הפאות (לחץ גדול פי 20 מזה המשתחרר בפתיחת בקבוק שמפניה) דוחף את הדי-אן-אי לתוך התעלה, שממדיה הגדולים מאפשרים מעבר מהיר של החומר הגנטי. תמונות נוספות מראות כיצד "מוזרקים" עותקים של חומר גנטי נגיפי אל תוך קופסאות החלבון החדשות שנוצרו בתוך התא המארח. בתהליך זה מועבר החומר הגנטי הנגיפי לתעודתו דרך פתח המצוי בפאה הנגדית לפתח הכוכב של מעטפת הנגיף הנוצר והולך. תהליך זה נעשה תוך התנגדות ללחץ הקיים בתוך הקופסה. החוקרים משערים כי ה"מנוע" המאפשר את התהליך הזה ממוקם על הפאה בה מצוי הפתח.

המדענים אומרים כי חקר מחזור החיים של נגיפי מימי (תהליכי ההדבקה והייצור של נגיפים חדשים) עשוי להניב תובנות באשר לנגיפים רבים אחרים, לרבות כאלה הגורמים למחלות בבני-אדם. 

מידע נוסף, ותמונות, אפשר לקבל במשרד דובר מכון ויצמן למדע: 08-934-3856