135950
A tudomány hírei
Vissza
2015. 03. 18.

Magyar bioinformatikusok segítségével keresik az AIDS vírusának gyenge pontjait

Az AIDS-ellenes stratégiák kialakításában lehetnek hasznosíthatók a Pázmány Péter Katolikus Egyetemen dolgozó Pongor Sándor és munkatársa, Kertész-Farkas Attila eredményei, amelyeket egy nemzetközi kutatócsoport tagjaiként értek el. A Nature-ben megjelent publikációjuk a HIV vírusnak a genomba való beépülésére ad új magyarázatot.

Az AIDS kutatását ma az egész világon fokozott figyelem övezi, ugyanis - bár többféle módon lehet lassítani a terjedését - a vírus teljes kiirtása még nem lehetséges. Ez sok elméleti problémát vet fel, például jobban kellene ismernünk azt a módot, ahogy a HIV vírus elrejtőzik a sejtben. Az már ismert, hogy beépül az emberi kromoszómába, de még nem világos, milyen alapon választja ki az szakaszt, ahol végül landolni fog.

A hamis színes elektonmikroszkópos képen zölddel látszanak a HIV vírusok egy sejt felületén. Forrás: Wikimedia Commons
A hamis színes elektonmikroszkópos képen zölddel látszanak a HIV vírusok egy sejt felületén. Forrás: Wikimedia Commons

Ezt a kérdést vizsgálta a Mauro Giacca trieszti és Marina Lusic heidelbergi professzorok által indított projekt, és kiderült, hogy a vírus nem véletlenszerűen, hanem a sejtmag háromdimenziós szerkezetének megfelelően választ beépülési helyeket: konkrétan a nukleáris pórushoz térben közel eső, átírás alatt álló kromoszomális szakaszokat keresi.

Nyersadat-bányászat

Pongor Sándor
Pongor Sándor

A vírus e viselkedésmódját új kísérleti adatok mutatták, de fontos volt utánajárni, hogy látszik-e mindennek nyoma az előzőleg más célból publikált adatokban is. Itt természetesen nem a rendezett adatbázisokra kell gondolnunk, hanem a nyers formában archivált, sokszor nem is túl jó minőségű, itt-ott letétbe helyezett szekvenálási adatokra. A munkahipotézist végül ezek segítségével tudták pontosan megfogalmazni, és a választ is csak a nagy adathalmazok statisztikájával lehetett alátámasztani. Ezt a feladatot Pongor Sándor, az MTA külső tagja, valamint posztdoktorális munkatársa, Kertész Farkas Attila végezte el, aki jelenleg Seattle-ben, a Washington Állami Egyetemen dolgozik.

A Nature március 2-i számában megjelent munka elméleti érdekessége, hogy két külön világ, a molekuláris mechanizmusok és a sejt topográfiája között teremt kapcsolatot, mindezt egyeztetve a sejtciklus dinamikájával. A mintavétel során ugyanis keverednek az adatok, és szétválogatásuk nehezebb, mint a gombostűt megtalálni egy szénakazalban. Gyakorlati szempontból viszont az a fontos, hogy ismét egy kicsivel többet tudunk a HIV vírus szokásairól - így a kutatók reményei szerint újfajta terápiás megközelítések fogalmazhatók meg, például vizsgálható magának a magba való belépési folyamatnak a specifikusabb gátlása.

A mostani munka eredménye egy vizuálisan érthető modell, amely a vírus integrálódásának valószínűségét a kromoszómára vetítve mutatja be (az ábrán színskálával jelezve). A modell szerint a vírus tehát a sejtmag pórusához közel eső, nyílt konformációjú, azaz átírás alatti régiók génjeit keresi (zöld), és elkerüli a mag laminrétegéhez (LAD, lamin associated domain), illetve a nukleáris pórus komplexhez (NPC) közel eső részeket. Ehhez az egyszerű modellhez azonban hosszú volt az út, lényege, hogy a vírus integrálódási helyeinek kísérleti adatait nem génenként, hanem az integrálódás valószínűsége szerint a kromoszómára vetítve, tömörítve ábrázolják.

Technikai szempontból az is fontos tanulság, hogy a nyers adatok bányászására nincsenek - várhatóan nem is lesznek - kész receptek, és nagyon gyakran heterogén adatforrásokat kell közös nevezőre hozni ahhoz, hogy egy új értelmezés feltűnjön. Sőt, egyre gyakoribb, hogy már a kérdés megfogalmazásáig sem lehet eljutni számítógépes előfeldolgozás, adatbányászat, szimuláció vagy statisztika nélkül. Pongor Sándor tapasztalatai szerint a kutatók ma még sokszor csak a kísérletek befejező szakaszában kezdenek a bioinformatikára gondolni, s néha ekkor döbbennek rá, hogy az adatgyűjtést esetleg meg kell ismételni. Ezúttal szerencsére nem így történt, a bioinformatikusok már a kérdés megfogalmazásában és az adatgyűjtés megtervezésében is közreműködtek.