ИСТИНА

Наша планета населена вирусами, многие из которых являются возбудителями опасных заболеваний человека и животных. Одной из наиболее широко распространённых групп являются вирусы с положительным РНК-геномом, к которым относятся, в частности, пикорнавирусы – патогены человека и животных (возбудители заболеваний респираторной и нервной систем, кишечника, сердца, глаз, мышц, печени и др.) Методы классической вирусологии и молекулярной биологии позволили сильно продвинуться в понимании механизмов вирусной инфекции и того, как клетка сопротивляется ей, однако на многие вопросы ответить пока не удаётся. Появление системной биологии придало новый импульс этим исследованиям: современные методы (CRIPSR/Cas-опосредованный генетический скрининг, анализ транскриптома и протеома, рибосомный профайлинг и др.) позволяют анализировать изменения, происходящие в клетке в целом, и наблюдать за работой отдельных систем в глобальном контексте. Обнаруженные таким образом явления затем могут быть изучены классическими методами молекулярной и клеточной биологии. В рамках данного проекта методами системной биологии будут проведены исследования механизмов вирусных инфекций клеток млекопитающих. Для этого будет использовано несколько хорошо отработанных в нашем коллективе моделей – прежде всего, пикорнавирусных (циркулирующие в природе штаммы энтеро- и кардиовирусов, а также «ослабленные» лабораторные линии с искусственно введёнными мутациями, в том числе по генам системы противодействия врождённому клеточному иммунитету). Будет проведён CRISPR/Cas-опосредованный генетический скрининг культивируемых клеток человека и мыши с последующим заражением такими вирусами, что позволит идентифицировать гены клетки-хозяина, необходимые для заражения и для развития продуктивной вирусной инфекции. С целью изучить динамику изменений трансляции как клеточных, так и вирусных мРНК будет также проведён анализ транслятома и транскриптома клетки при пикорнавирусной инфекции методом рибосомного профайлинга. Полученные данные будут использованы для поиска новых мишеней для антивирусной терапии, а также могут быть применены для разработки новых безопасных штаммов онколитических вирусов. В проекте будут использованы компетенции трёх научных коллективов, в том числе специализирующихся на изучении вирусных инфекций, биосинтеза белка, имеющих большой опыт работы в области системной биологии и успешно применяющих описанные методики.

Our planet is populated by viruses, many of which are the cause of dangerous human and animal diseases. One of the most widespread groups is formed by viruses with positive RNA genomes, including picornaviruses (pathogens of the respiratory and nervous systems, intestine, heart, eyes, muscles, liver, etc.) Classical methods of virology and molecular biology have made a great advance in understanding the mechanisms of viral infection and cell resistance, but many issues have not yet been resolved. Systems biology provides a new impetus to these studies: current approaches (CRIPSR/Cas-mediated genetic screening, transcriptome and proteome analysis, ribosomal profiling, and others) make it possible to analyze changes in the whole cell and focus on individual systems in the global context. The knowledge obtained in this way can then be confirmed by classical methods of molecular and cellular biology. In this project, we will use systems biology approaches to study the mechanisms of viral infections in mammalian cells. We will use several models that have been developed by our team - first of all, picornaviruses (entero- and cardiovirus lines circulating in nature, as well as attenuated laboratory strains with artificially introduced mutations, including genes affecting the cellular innate immune response systems). We will perform the CRISPR/Cas-mediated genetic screening of cultured human and mouse cells, followed by their infection with such viruses. This will let us to identify host genes necessary for infection and productive viral infection. We will then perform a translatome and transcriptome analysis of the picornavirusinfected cells by ribosomal profiling, to study a dynamics of changes in both cellular and viral mRNA translation. The data obtained will be used to identify new targets for antiviral therapy, and can also be used to develop safe strains of oncolytic viruses. The project will join efforts of three research teams, including world-leading experts in picornaviral infections, protein biosynthesis, and members having experience in systems biology and modern techniques described above.