Di dunia saat ini, beberapa virus menyebabkan tantangan kesehatan global, yang paling terkenal adalah human immunodeficiency virus (HIV). Proses intrusi virus yang cerdik dan kompleks ini layak untuk ditelusuri lebih dalam.
Mekanisme fusi adalah metode apa pun yang digunakan sel atau virus untuk menyatu dengan sel, dan fasilitas mekanis untuk proses ini memungkinkannya untuk berlanjut.
Dalam proses fusi sel, dua sel terpisah pertama-tama perlu disatukan menjadi sel hibrida. Baik itu fusi virus-sel atau fusi sel-ke-sel, proses ini mencakup tiga proses utama: dehidrasi gugus polar, peningkatan setengah fusi, dan pembukaan serta perluasan pori-pori di antara sel-sel yang berbeda.
Ambil contoh HIV. Virus memasuki sel inang terutama dengan menyatukan membran sel imun dari objek yang terinfeksi. Agar fusi berhasil, HIV harus mengikat reseptor seperti CD4, CCR5, dan CXCR4. Proses ini tidak hanya melibatkan protein virus itu sendiri, tetapi juga menjelaskan prinsip dasar fusi membran.
Ilmuwan telah menemukan bahwa struktur dan sifat protein fusi virus sangat penting untuk fusi membran.
Dalam proses fusi virus dan sel, protein fusi memainkan peran penting. Protein ini membantu mengatasi hambatan fusi membran. Secara khusus, para ilmuwan membagi protein fusi ini menjadi empat kategori:
Jenis protein fusi ini terdiri dari tiga subunit, dan sebelum fusi, loop fusi tersembunyi di dalam strukturnya. Setelah fusi, strukturnya akan terlipat ulang untuk membentuk struktur trimer baru. Fusi HIV dan virus influenza bergantung pada protein tersebut.
Jenis protein fusi ini juga tersusun atas tiga subunit dan mengandung beberapa lembar berlipit-β, yang dapat mengubah konformasinya dalam lingkungan asam dan berpartisipasi dalam memasukkan cincin fusi ke dalam membran target.
Struktur protein fusi jenis ini mengandung heliks-α dan lembar-β dan juga memainkan peran penting dalam proses fusi sel.
Meskipun jenis protein fusi ini tidak berpartisipasi dalam fusi virus-sel tradisional, ketika diekspresikan pada permukaan sel, protein ini dapat menginduksi fusi antarsel.
Selama proses fusi sel mamalia, biasanya ada lima tahap utama:
Sel harus menyesuaikan komposisi membrannya untuk memberi mereka kemampuan untuk melakukan fusi. Ini memerlukan sintesis protein dan menghilangkan hambatan pada proses fusi.
Sel saling menarik melalui molekul sinyal untuk berpasangan. Misalnya, sel sperma tertarik ke sel telur melalui sinyal hormonal.
Ketika sel bersentuhan, mereka membuat koneksi melalui mekanisme pengenalan sel, yang juga merupakan langkah yang diperlukan sebelum fusi.
Langkah ini mendorong pencampuran isi sel, yang terutama diatur oleh protein fusi, membentuk pori-pori fusi untuk memungkinkan komunikasi internal.
Setelah fusi selesai, mesin fusi sel perlu dibongkar untuk mencegah fusi lebih lanjut yang tidak perlu.
Penelitian penerapan mekanisme fusi juga telah menjadi arah penelitian untuk terapi yang sedang berkembang. Misalnya, glikoprotein virus tertentu kehilangan kemampuan fusinya saat terdapat inhibitor NMT, yang dapat berfungsi sebagai strategi terapi melawan virus hemoragik.
Proses fusi sangat rumit dan luar biasa. Bagaimana virus ini menemukan sel targetnya dan menyelesaikan invasinya?