Trong thế giới ngày nay, một số loại vi-rút đang gây ra những thách thức về sức khỏe toàn cầu, trong đó nổi tiếng nhất là vi-rút gây suy giảm miễn dịch ở người (HIV). Quá trình xâm nhập khéo léo và phức tạp của loại virus này xứng đáng được chúng ta tìm hiểu sâu.
Cơ chế hợp nhất là bất kỳ phương pháp nào trong đó một tế bào hoặc vi rút kết hợp với một tế bào và các phương tiện cơ học cho các quá trình này cho phép nó tiếp tục.
Trong quá trình hợp nhất tế bào, trước tiên hai tế bào riêng biệt cần được hợp nhất thành một tế bào lai. Cho dù đó là phản ứng tổng hợp tế bào virus hay phản ứng tổng hợp giữa tế bào với tế bào, nó bao gồm ba quá trình chính: khử nước của các nhóm cực, thúc đẩy phản ứng tổng hợp một nửa, mở và giãn nở lỗ chân lông giữa các tế bào khác nhau.
Lấy HIV làm ví dụ. Virus xâm nhập vào tế bào vật chủ chủ yếu bằng cách kết hợp với màng tế bào miễn dịch của vật thể bị nhiễm bệnh. Để hợp nhất thành công, HIV phải liên kết với các thụ thể như CD4, CCR5 và CXCR4. Quá trình này không chỉ liên quan đến các protein của virus mà còn giải thích các nguyên tắc cơ bản của phản ứng tổng hợp màng.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng cấu trúc và đặc tính của protein tổng hợp của virus rất quan trọng đối với phản ứng tổng hợp màng.
Trong quá trình tổng hợp của virus và tế bào, protein tổng hợp đóng vai trò quan trọng. Những protein này giúp vượt qua các rào cản đối với phản ứng tổng hợp màng. Đặc biệt, các nhà khoa học chia các protein tổng hợp này thành 4 loại:
Loại protein tổng hợp này bao gồm ba tiểu đơn vị và trước khi tổng hợp, vòng hợp nhất được ẩn trong cấu trúc của nó. Sau khi hợp nhất, cấu trúc của nó sẽ gấp lại để tạo thành cấu trúc tông đơ mới. Sự kết hợp giữa virus HIV và virus cúm phụ thuộc vào loại protein này.
Loại protein tổng hợp này cũng bao gồm ba tiểu đơn vị và chứa nhiều tấm xếp nếp β. Nó có thể thay đổi cấu hình trong môi trường axit và tham gia đưa vòng hợp nhất vào màng đích.
Cấu trúc của loại protein tổng hợp này chứa cả chuỗi xoắn α và tấm β và cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp tế bào.
Mặc dù loại protein tổng hợp này không tham gia vào phản ứng tổng hợp tế bào-vi rút truyền thống nhưng khi chúng biểu hiện trên bề mặt tế bào, chúng có thể tạo ra phản ứng tổng hợp giữa các tế bào.
Trong quá trình hợp nhất tế bào của động vật có vú, thường có 5 giai đoạn chính:
Các tế bào phải điều chỉnh thành phần của màng để có khả năng hợp nhất. Điều này đòi hỏi phải tổng hợp protein và loại bỏ các trở ngại cho quá trình tổng hợp.
Các tế bào thu hút lẫn nhau thông qua các phân tử tín hiệu để ghép đôi. Ví dụ, tế bào tinh trùng bị thu hút bởi trứng thông qua tín hiệu nội tiết tố.
Khi các tế bào tiếp xúc với nhau, chúng sẽ thiết lập các kết nối thông qua cơ chế nhận dạng tế bào, đây cũng là bước cần thiết trước khi hợp nhất.
Bước này thúc đẩy quá trình trộn lẫn các thành phần trong tế bào, chủ yếu được điều hòa bởi các protein tổng hợp, hình thành các lỗ tổng hợp để cho phép giao tiếp bên trong.
Sau khi quá trình tổng hợp hoàn tất, bộ máy nhiệt hạch của tế bào cần được tháo rời để ngăn chặn quá trình hợp nhất không cần thiết.
Việc khám phá ứng dụng cơ chế hợp nhất cũng đã trở thành hướng nghiên cứu cho các liệu pháp điều trị mới nổi. Ví dụ, một số glycoprotein của virus sẽ mất khả năng tổng hợp khi có mặt chất ức chế NMT, chất này có thể đóng vai trò là chiến lược điều trị chống lại virus xuất huyết.
Quá trình hợp nhất rất phức tạp và phức tạp, làm thế nào để những virus này tìm thấy tế bào mục tiêu và hoàn thành cuộc xâm lược của chúng?