Některé RNA viry – poliovirus, virus hepatitidy C a coxsackievirus – a pravděpodobně mnoho dalších rodin virů se kopírují tak, že se zmocní enzymu ze své hostitelské buňky a vytvoří replikační továrny obohacené o specifický lipid, vysvětluje Altan-Bonnet. Bez tohoto lipidu – fosfatidylinositol-4-fosfátu (Pl4P) – nejsou tyto RNA viry schopny syntetizovat svou virovou RNA a replikovat se. Lipidy, klíčové strukturní součásti buněčných membrán, často slouží jako signální molekuly a dokovací místa pro proteiny.

Replikace virů je proces, při kterém virové částice vytvářejí nové kopie sebe sama v hostitelské buňce. Tyto kopie pak mohou infikovat další buňky. RNA virus je virus, jehož genetickým materiálem není DNA, ale RNA. Mnoho lidských patogenů jsou RNA viry, včetně viru SARS, viru západonilské horečky, viru HIV a virů, které studovala Altan-Bonnetová.

Jak bylo oznámeno ve vydání časopisu Cell z 28. května 2010, Altan-Bonnetová a její spolupracovníci poprvé odhalili, že některé RNA viry přebírají kontrolu nad buněčným enzymem a vytvářejí replikační prostor na buněčné membráně naplněný lipidy PI4P. Tyto lipidy pak umožňují RNA virům přitahovat a stimulovat enzymy, které potřebují k replikaci. V neinfikovaných buňkách jsou hladiny lipidů PI4P nízké, ale v buňkách infikovaných viry se tyto hladiny dramaticky zvyšují. Zjištění Altan-Bonnetové a jejích kolegů nejenže otevírají několik možností, jak zabránit šíření různých virových infekcí, ale také mohou pomoci vrhnout nové světlo na regulaci syntézy RNA na buněčné úrovni a potenciálně i na to, jak se vyvíjejí některé druhy rakoviny.

„Cílem viru je replikovat se,“ poznamenává Altan-Bonnetová. „Aby jeho replikační stroje fungovaly, musí virus vytvořit ideální lipidové prostředí, čehož dosáhne tím, že unese klíčový enzym z hostitelské buňky.“

Altan-Bonnetové a jejímu týmu se také podařilo identifikovat virový protein (tzv. protein 3A u infekcí poliovirem a coxsackievirem), který zachycuje a rekrutuje buněčný enzym (fosfatidylinositol-4-kinázu III beta). Její laboratoř navíc dokázala zabránit procesu replikace podáním léku, který blokoval aktivitu buněčného enzymu, jakmile byl unesen. Léčebné postupy, které mají zabránit replikaci virů, by potenciálně mohly být také zaměřeny na zabránění únosu enzymu.

Jakmile je tento enzym unesen, buňkám je znemožněno normálně provozovat sekreční dráhu, tedy proces, při kterém přesouvají proteiny na vnější stranu buňky. V mnoha případech může znemožnění tohoto procesu vést k pomalému odumírání buňky, což vede k takovým problémům, jako jsou srdeční a cévní komplikace u osob nakažených coxsackievirem a neurologické poškození u osob nakažených poliovirem.

Využitím svých nedávných zjištění nyní Altan-Bonnetová a její tým plánují zkoumat závislost PI4P u jiných virů a také roli, kterou mohou hrát jiné lipidy v různých rodinách virů. Například virus SARS vyžaduje pro svou replikaci také prostředí bohaté na lipidy, takže její laboratoř nyní spolupracuje s výzkumníky SARS na určení, jaký lipid je pro replikaci tohoto viru nezbytný. Kromě toho budou zkoumat úlohu lipidů při regulaci syntézy RNA v buňkách, což by mohlo přinést nový pohled na některé buněčné mutace, které se vyskytují u rakoviny.

„Vzhledem k tomu, že mnoho z toho, co víme o buněčných procesech, historicky pochází ze studia virů, mohou naše studie poskytnout vhled do nových rolí, které lipidy hrají při regulaci exprese genetického materiálu v buňkách,“ poznamenává Altan-Bonnet.

Altan-Bonnetův výzkum replikace RNA je podporován granty od National Science Foundation a Busch Foundation.

.