Вирусы - настоящие мастера по захвату власти над нашими клетками: они отключают нашу защиту и захватывают клеточный механизм, чтобы успешно размножаться.
Например, вирус простого герпеса 1, вызывающий кожные высыпания, похожие на волдыри, и вирусы гриппа специфически блокируют важнейший этап в активности генов, на котором завершается производство молекул РНК, известный как терминация транскрипции. В результате блокады образуются неестественно длинные молекулы РНК, которые не могут быть преобразованы в белки. Это подавляет противовирусную защиту клеток и создает оптимальные условия для размножения вирусов.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что клетки человека не беспомощны перед этой вирусной диверсией. Они воспринимают терминацию транскрипции как сигнал тревоги, активируют "программу самоуничтожения" и жертвуют собой - еще до того, как вирус успевает в них размножиться. Это позволяет им пресекать распространение инфекции в самом начале. Международная исследовательская группа обнаружила, что неестественно длинные молекулы РНК имеют особую структуру: они скручиваются в двойные нити, повернутые влево, известные как Z-РНК. Эти необычные формы РНК распознаются клеточным белком ZBP1 и затем начинается контролируемая гибель клеток.
Особенно примечательно, что Z-РНК образуются в основном в тех участках этих неестественно длинных молекул РНК, которые образуются, среди прочего, из остатков предыдущих вирусных инфекций. Эти участки нашего генома, которые в других случаях остаются недоступными, транскрибируются в РНК только в результате связанной с вирусом терминации транскрипции. "Таким образом, наши клетки используют эти генетические остатки древних вирусных инфекций для обнаружения и предотвращения текущих вирусных атак", - объясняет соавтор исследований Ларс Делкен из Института вирусологии Ганноверской медицинской школы. Так эволюция изменила ситуацию: то, что когда-то начиналось как вирусная инвазия, теперь служит сигналом тревоги для противовирусной иммунной защиты. Это открытие убедительно демонстрирует, насколько тесно вирус и хозяин были взаимосвязаны на протяжении миллионов лет, и как наши клетки могут трансформировать вирусный саботаж в высокоэффективные защитные стратегии.
Это открытие имеет далеко идущее значение, выходящее за рамки вирусных инфекций. Известно, что неестественно длинные молекулы РНК, образующиеся в результате нарушения транскрипции, также участвуют в клеточных стрессовых реакциях и развитии рака. Таким образом, это открытие может вдохновить на новые терапевтические стратегии. В будущем препараты, которые специфически генерируют Z-РНК или изменяют их распознавание, могут быть использованы для укрепления иммунной системы, лечения аутоиммунных заболеваний, улучшения вакцин или оптимизации иммунотерапии рака — например, путем стимулирования самоуничтожения опухолевых клеток.
