Раскрыта важная роль «зеркальной» РНК в защите организма от атак вирусов

Биоинформатики из НИУ ВШЭ и их зарубежные коллеги раскрыли ранее неизвестный механизм, связанный с «зеркальной» РНК, который клетки тела человека используют для выявления присутствия внутри них вирусов гриппа, герпеса и других патогенов. Понимание этого поможет создать новые противовирусные препараты и методы лечения рака, пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Nature.

«Проведенный нами анализ свойств клеточной «зеркальной» РНК показывает, что эти молекулы могут активировать систему самоуничтожения не только при атаках вирусов, но и других источников внутриядерного стресса, в том числе при воздействии оксидантов или тепла. В перспективе, эту особенность клеток можно использовать для создания коротких молекул, которые будут повышать эффективность иммунотерапии рака», — пишут исследователи.

К такому выводу пришла группа ученых из Международной лабораторией биоинформатики НИУ ВШЭ (Москва) и их зарубежные коллеги при изучении механизмов работы противовирусных защитных клеточных систем, связанных с белком ZBP1. Данный фермент способен распознавать молекулы так называемых «зеркальных» ДНК и РНК — двойных спиралей, закрученных в левую, а не в правую сторону, что характерно для подавляющей части генома человека.

В прошлом ученые считали, что фермент ZBP1 распознает «зеркальные» молекулы вирусной РНК при заражении гриппом или герпесом, и активирует клеточные системы самоуничтожения, что сдерживает распространение инфекции по организму. Биоинформатики обнаружили, что это на самом деле не так, проследив за взаимодействиями «зеркальной» РНК и белка ZBP1 при помощи подхода, позволяющего «выловить» из клетки РНК, связанные с определенными белками.

В результате этого исследователи обнаружили, что ZBP1 на самом деле реагирует не на копии вирусного генома, а на цепочки клеточной «зеркальной» РНК. Они формируются внутри клетки в результате того, что вирусы особым образом манипулируют уровнем активности генов для ускорения синтеза их собственных белков. Эти сдвиги приводят к сбоям в процессе транскрипции клеточной ДНК, что приводит к формированию чрезмерно длинных РНК-копий некоторых генов.

В некоторых случаях в этих молекулах присутствуют не только копии генов, но и сегменты «зеркальной» РНК, которые попали в наш геном вместе с древними ретровирусами. Эти сегменты «мусорного генома» распознаются белком ZBP1, что ведет к активации системы клеточного самоуничтожения и гибели зараженной клетки. Данный защитный механизм, как предполагают ученые, в будущем можно будет использовать не только для борьбы с инфекциями, но и для избирательного уничтожения раковых клеток и повышения активности иммунитета.

Источник: Пресс-служба НИУ ВШЭ