Своєю фантастичною мінливістю вірус грипу зобов'язаний клітинній машині, яка стежить за правильним просторовим укладанням білкових молекул.
Як відомо, до грипу треба щепитися щороку - тому що щороку до нас приходить якийсь новий його різновид. Вакцини натягують нашу імунну систему проти якихось молекулярних ознак вірусу, щоб, коли сам вірус потрапить в організм, імунітет швидко його впізнав.
Більшість вакцин вчать імунну систему «бачити» гемагглютинін - особливий вірусний білок, за допомогою якого вірус взаємодіє з кліткою. Але саме гемаггютинін досить сильно змінюється: в гені, який його кодує, постійно трапляються якісь мутації, так що білок, хоча і продовжує виконувати свою функцію, кожен рік виглядає якось по-новому, і імунітет доводиться заново навчати.
Самому вірусу така мінливість теж завдає деяких проблем. Білок - зовсім не рівна нитка зчеплених один з одним амінокислот, це досить заплутаний клубок, в якому амінокислоти взаємодіють один з одним, притягуючись і відштовхуючись; і якщо взяти якийсь водорозчинний фермент, він буде схожий, швидше, на дуже бугристу картоплину. І функція білка якраз залежить від його просторової форми: його амінокислоти повинні так сприяти один з одним, щоб його форма дозволяла зв'язуватися з рецепторами, розщеплювати якісь молекули або, навпаки, з'єднувати їх і т. д.
У разі мутацій часто страждає саме просторове укладання білкової молекули, так що працювати білок вже не може. Те ж саме стосується і грипозного гемагглютиніну: постійні зміни в гемагглютиніні можуть призвести до того, що він перетвориться на сміття.
Але в будь-якій клітині є особливі білки, які допомагають іншим білкам підтримувати форму - в прямому сенсі. Ці білки називаються шаперони, і вони потрібні якраз для того, щоб білкова молекула, у якої не виходить придбати правильну просторову конформацію, все-таки згорнулася правильно. Шаперони дуже до речі виявляються, наприклад, при тепловому стресі, коли білки втрачають просторове укладання через неналежні умови середовища.
Відомо, що вірусні білки взаємодіють з клітинними шаперонами, так що само собою напрошується припущення, що саме шаперони допомагають вірусам вирішити проблеми з білками, що виникають через сильну мінливість. Дослідники з Массачусетського технологічного інституту поставили експерименти з двома типами клітин: в одних була сильно знижена активність одного з головних білків-шаперонів, в інших, навпаки, шаперонів було більше, ніж зазвичай, і працювали вони в клітці активніше, ніж зазвичай. Ті й інші клітини заражали вірусом грипу і чекали, коли у вірусі зміниться 200 поколінь (враховуючи величезну швидкість розмноження вірусів, чекати довелося недовго).
Дійсно, виявилося, що в клітинах, де шаперони були особливо активні, вірус змінювався швидше, ніж у звичайних клітинах, і вже точно швидше, ніж у клітинах з вимкненим головним шапероном. Іншими словами, коли в клітці багато білків, які стежать за просторовим укладанням інших білків, вірус може дозволити собі бути мінливим. Найбільше, як йдеться у статті в eLife, у грипу мутували вже багато разів згаданий гемаггютинін, за допомогою якого він взаємодіє з клітинами, і фермент, який займається копіюванням вірусного геному. Як було сказано вище, шаперони включаються в момент теплового стресу - і, очевидно, вірус зі своїми мінливими білками повинен особливо добре себе почувати, коли клітці доводиться терпіти температуру вище звичайної.
Не виключено, що й інші віруси, не тільки вірус грипу, використовують шаперонну машину в тих же цілях, але тут без додаткових досліджень сказати що-небудь важко. Що до грипу, то якщо ми зуміємо якось відвадити його від клітинних шаперонів, то це дозволити загальмувати його стрімку еволюцію, і нам не доведеться щороку підбирати нову вакцину для чергового його різновиду.