Новости

Около 30 миллионов лет назад вирус заразил наших предков-приматов, и один из его генов застрял в их геномах.     Со временем этот вирусный ген стал "одомашненным", он помогал приматам бороться с другими вирусами, не позволяя им проникать в клетки. Этот захватчик - известный как Suppressyn (SUPYN) - существует и сегодня, и он по-прежнему помогает нам: новое исследование показывает, что этот вирус может помочь плаценте защитить эмбрионы от вирусной инфекции.    "Это красивая история, подкрепленная очень сильными экспериментами", - говорит Джулия Паскеси, эволюционный биолог из Университета Колорадо, которая не принимала участия в работе. По ее словам, обнаружение большего количества таких вирусных генов может помочь нам использовать или усилить присущие нам противовирусные свойства без необходимости разработки новых препаратов или вакцин. "Все эти элементы уже есть в нашем геноме".    Вирусы, которые встраивают свой генетический материал в наш геном, известны как ретровирусы. ВИЧ, вероятно, является самым известным примером; будучи встроенным в наши гены, он захватывает клеточные механизмы нашего организма для производства новых вирусов. Если они заражают сперматозоиды или ооциты, предшественники яйцеклеток, их гены становятся частью нашей ДНК и могут передаваться потомству.    Когда фрагмент вирусной ДНК встраивается в наш геном, его называют эндогенным ретровирусом (ERV). Около 8% человеческого генома состоит из последовательностей ERV, которые оказались в нашей ДНК с тех пор, как они заразили предка человека миллионы лет назад. Со временем эти гены утратили свою первоначальную вирусную функцию, но это не значит, что они бесполезны.    Чтобы выяснить, какие ERV все еще активны в человеческом организме, молекулярный биолог Седрик Фешотте из Корнельского университета и его коллеги просканировали геном человека на наличие последовательностей ERV, которые, по их мнению, могут кодировать белки. Они обнаружили 1507 таких последовательностей, около половины из которых, похоже, выполняли какие-то функции в тканях человека.    Один ERV обнаружился в человеческом гене, известном как Suppressyn (SUPYN), который кодирует белок, вырабатываемый в плаценте и в ранних человеческих эмбрионах. SUPYN связывается с рецептором на поверхности клеток, известным как ASCT2 - тем же рецептором, который другой белок, порожденный ERV, под названием Syncytin, использует для формирования связей между клетками. В своей прошлой жизни в качестве ретровируса Syncytin мог соединяться с клеточными мембранами и проникать в клетки; его современная форма позволяет плаценте формироваться во время развития плода, соединяя клетки вместе. Без него эволюция плаценты, возможно, была бы невозможна.  "Можно утверждать, что без ретровирусов не было бы млекопитающих", - утверждает Уэлкин Джонсон, вирусолог из Бостонского колледжа. "Это почти то же самое, как если бы жизнь не развивалась так, как она развивалась".    Но ASCT2 также является "ахиллесовой пятой" для млекопитающих. Вирусы, называемые ретровирусами типа D, используют его для обхода клеточной защиты, чтобы пробраться в клетки и вызвать различные заболевания у многих животных, включая приматов. (Ни один из них, однако, не заражает человека). Фешотте считает, что это могло стать серьезной проблемой для ранних животных, если бы у них не было способа защититься от этих ретровирусов. Защита плаценты была бы особенно важна, поскольку ретровирусы, заразившие эмбрион на ранних стадиях развития, могут попасть в сперматозоиды и яйцеклетки.    Когда Фешотте и его коллеги экспериментально инфицировали ретровирусами плацентарные клетки человека, они обнаружили, что SUPYN конкурирует с патогенами, блокируя рецепторы ASCT2, что делает невозможным проникновение вирусов в клетки. Клетки, похоже, включали SUPYN при обнаружении вируса, что позволяет предположить, что он кодирует противовирусный белок, сообщили исследователи на прошедшей неделе в журнале Science.    Джонсон отмечает, что пока неясно, действительно ли SUPYN блокирует какие-либо вирусы у людей: хотя ретровирусы типа D могут заражать макак и других приматов, ни один из них, похоже, не инфицирует человека. Джонсон отмечает, что, возможно, SUPYN эволюционировал, чтобы блокировать вирус, который сейчас вымер, или, возможно, он настолько хорош в своей работе, что не позволяет враждебным вирусам закрепиться.    Паскеси добавляет, что технически впечатляет то, что авторам удалось выяснить, какой рецептор используют эти ретровирусы для проникновения в клетки. В настоящее время она работает над аналогичным исследованием по картированию одомашненных ERV в геноме человека и уже нашла около 30 рецепторов, которые, по-видимому, важны для иммунной системы человека. "Удивительно, как наше собственное тело производит все эти маленькие антивирусные препараты", - говорит она.    Теперь сотрудники группы Фешотта планируют проанализировать десятки других активных ретровирусов, которые они идентифицировали. Он отмечает, что хотя Suppressyn признан функциональным геном человека, 99% других активных ERV, которые они обнаружили, выглядят как несущественная нежелательная ДНК, но внешность может быть обманчива. "Это сокровищница потенциальных белков", - говорит он. "По крайней мере, есть вероятность того, что эти сокровища обладают интересной активностью для медицины, физиологии или развития".

Врожденные лимфоидные клетки - это недавно открытое семейство клеток, которые обитают в коже, желудочно-кишечном тракте, дыхательных путях и других барьерных тканях организма.     Врожденные лимфоидные клетки группы 2 (ILC2s) играют важную роль в защите этих тканей от паразитарных инфекций, а также от повреждений, связанных с аллергическим воспалением и астмой, согласно новому исследованию, проведенному под руководством ученых Weill Cornell Medicine. Результаты исследования разрешают противоречия, связанные с возможным дублированием функций ILC2s другими клетками организма. Исследование также предполагает, что уникальный набор регуляторных сетей, контролируемых нейронами в кишечнике, может стать реальной мишенью для будущих лекарственных терапий для борьбы с хроническими воспалительными заболеваниями, включая астму, аллергию и воспалительные заболевания кишечника (ВЗК).    Статья, опубликованная 2 ноября в журнале Nature, показывает, что хотя ILC2 имеют много функциональных сходств с Т-хелперами 2-го типа (Th2-клетки), последний тип клеток не может адекватно компенсировать потерю защитной реакции ILC2 против заражения паразитными инфекциями в кишечнике, а также воспаления кишечника. Подчеркивая клиническую значимость исследования, ученые обнаружили доказательства того, что ILC2s у людей реагируют так же, как ILC2s у мышей. "Это углубляет наше понимание сложности иммунной системы и дает нам потенциальный новый набор мишеней для будущих терапий", - говорит Дэвид Артис, старший автор исследования.    ILC2 являются частью семейства врожденных лимфоидных клеток, которые были открыты несколькими группами всего около 12 лет назад. Врожденные лимфоидные клетки, присутствующие в барьерных тканях, обычно считаются стражами и первыми помощниками в борьбе с различными видами инфекций. Но ученые также признают, что ILC могут содержать ключи к пониманию распространенных воспалительных и аутоиммунных заболеваний, таких как астма и ВЗК.    Считается, что и ILC2, и Th2-клетки эволюционировали, по крайней мере частично, для защиты организма от паразитарных инфекций, укусов насекомых и других факторов окружающей среды. При возникновении таких проблем оба вида клеток помогают организовать так называемый иммунный ответ второго типа. Это сходство заставило исследователей предположить, что функционально они почти одинаковы, но ILC2 специализируются на более ранних, локализованных ответах, в то время как Т-клетки более переносимы по крови и мобильны, концентрируясь в различных тканях, где это необходимо. Однако в новом исследовании ученые обнаружили, что ILC2 играют важную иммунную роль, а не просто являются дублирующими иммунными респондентами второго типа.    Когда ILC2 и Th2 клетки активируются при глистной инвазии, они оба вырабатывают защищающий ткани белок против гельминтов под названием амфирегулин (AREG). Чтобы определить, могут ли клетки Th2 компенсировать потерю этого белка клетками ILC2, исследователи сконструировали мышей, у которых производство AREG было выборочно удалено в клетках ILC2, но не в клетках Th2. Они обнаружили, что эти мыши были более восприимчивы к заражению паразитарными инфекциями кишечника из-за снижения способности запускать антипаразитарный иммунный ответ, по сравнению с мышами с нормальными ILC2. Мыши, лишенные комплекса ILC2 AREG, также были гораздо более восприимчивы к повреждению кишечника в результате воспаления. "Этот вывод подтверждает, что ILC2 играют главную роль в защитной реакции тканей - без них реакция неадекватна, - утверждает Артис.    Прояснение функциональной важности одного из основных типов иммунных клеток является значительным достижением в фундаментальной иммунологии, а результаты исследования также предполагают клиническое применение. Исследователи показали, что иммунный ответ ILC2 на заражение гельминтами или воспалительное повреждение кишечника избирательно контролируется сигнальными молекулами, вырабатываемыми нейронами в кишечнике. Введение этих молекул мышам с экспериментальным воспалением кишечника увеличило выработку AREG в ILC2 и защитило животных от повреждения кишечника. Предварительные эксперименты с кишечными ILC2, взятыми у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника, показали, что молекулы могут усилить защитную реакцию и в клетках человека.    Эти результаты свидетельствуют о том, что нейроны в кишечнике взаимодействуют с ILC2s для создания защитной реакции, которую не могут заменить другие иммунные клетки, что открывает новые терапевтические возможности, отметил Артис.