Новое исследование выявило понимание сложных, адаптивных механизмов защитной системы, используемой клетками иммунной системы млекопитающих.
Ученые открывают новые возможности для понимания постоянно меняющейся эволюционной гонки вооружений между вирусами и хозяевами, которых они стремятся заразить. Организмы-хозяева и болезнетворные микроорганизмы находятся в многолетней шахматной схватке, чтобы использовать слабые места друг друга.
Новое исследование, опубликованное в журнале eLife, позволило получить представление о сложных, адаптивных механизмах иммунной системы млекопитающих. Благодаря междисциплинарному подходу, сочетающему биоинформатику, биохимию и вирусологию исследователи из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили удивительные защитные функции, координируемые белком NLRP1, который служит сенсором для обнаружения инвазивных патогенов.
Инфламмасома NLRP1 - это мультипротеиновый комплекс, являющийся мощным активатором воспаления. Мышиный NLRP1B может быть активирован через протеолитическое расщепление бактериальной протеазы lethal noxin (LeTx), что приводит к деградации N-концевых доменов NLRP1B и освобождению биоактивного С-концевого домена, который включает в себя домен активации и рекрутинга каспазы (CARD). Однако природные патогенные эффекторы, способные активировать NLRP1 человека оставались неизвестными.
В работе исследовались вирусы семейства Picornaviridae, которые включают в себя патогенные для человека микроорганизмы, такие как полиовирус, вирус Коксаки и риновирус. Вирусы генерируют протеазы, которые действуют как молекулярные ножницы для обрезки части белка, который они затем используют для захвата, репликации и распространения по всему хозяину. Но в результате своего анализа ученые обнаружили, что белок NLRP1 по мере эволюции развил некоторые новые возможности.
Оказалось, что NLRP1 способен эффективно устанавливать ловушки для патогенных микроорганизмов, имитируя компонент, который они обычно отрезают, когда вторгаются в хозяина. Обрезание этого "трипваера" имеет эффект запуска иммунной реакции в отношении патогенных микроорганизмов. (Tripwire это программа для мониторинга и предупреждения об изменениях файлов в системе. Википедия).
"В нашей работе мы показываем, что NLRP1 служит как бы наживкой при расщеплении вирусной протеазы и запускает в организме своего рода сигнал тревоги, или трипваер. Наше исследование демонстрирует, что NLRP1 служит для распознавания ферментативной функции широкого спектра вирусных протеаз, и предполагает, что мимикрия мест расщепления вирусных полипротеинов у хозяина может быть эволюционной стратегией для активации сильного воспалительного иммунного ответа", - говорит Цу, ведущий автор исследования.
Исследования были проведены на клеточных культурах, но закладывают основу для потенциальных будущих клинических применений, в которых функция трипваера может быть использована в иммунной защите человеческих систем, таких как легкие, мозг и другие области. Основываясь на результатах исследования на отдельных клетках, открываются новые возможности для изучения того, как работают трипваеры в организме в целом.
См.также статью здесь.
