Коалы помогли ученым выяснить, как ДНК защищается от ретровирусов — Naked Science
11.10.2019
7 минут
Max Koval
1263

Коалы помогли ученым выяснить, как ДНК защищается от ретровирусов

Специальный механизм в зародышевых клетках позволяет «приручить» ретровирусную инфекцию.

Коала
Коала

Изучение вируса коал позволило ученым из США и Австралии обнаружить новую форму «геномного иммунитета». Статья о результатах работы опубликована в журнале Cell.

Ретровирусы — семейство РНК-содержащих вирусов, таких как ВИЧ или вирус кошачьей лейкемии. Их общая особенность — использование механизма обратной транскрипции для своего размножения. Фермент обратная транскриптаза синтезирует одну нить ДНК на матрице вирусной РНК, а затем достраивает вторую комплементарную нить. Получившаяся двунитевая ДНК встраивается в геном клетки-хозяина и впоследствии служит матрицей для синтеза вирусной РНК.

Ретровирусы обычно не заражают зародышевые клетки (яйцеклетки или сперматозоиды) и поэтому не передаются из поколения в поколения. Но как минимум несколько раз в ходе человеческой эволюции подобное заражение все же происходило. Об этом свидетельствует тот факт, что восемь процентов человеческого генома имеет вирусное происхождение. Подобные инвазии в геном могут быть полезными: например, от вирусов мы получили ген, необходимый для формирования плаценты.

Процесс ретровирусной инфекции в клетках зародышевой линии у млекопитающих пока что изучен плохо. Помочь в прояснении его механизмов смог KoRV-A — ретровирус, распространяющийся в дикой популяции австралийских коал и обуславливающий восприимчивость организма животных к прочим инфекциям и раку. Пути передачи KoRV-A между коалами в основном такие же, как и у других вирусов. С одним отличием: этот ретровирус способен заражать зародышевые клетки, и большинство диких коал рождаются с таким патогеном как частью генома.

«Стандартный» и «адаптивный» механизмы реакции клетки на экспрессию вирусных генов. Во втором случае экспрессия подавляется при помощи антисмысловых piРНК. / © T. Yu, B. S. Koppetsch, S. Pagliarani et al.
«Стандартный» и «адаптивный» механизмы реакции клетки на экспрессию вирусных генов. Во втором случае экспрессия подавляется при помощи антисмысловых piРНК. / © T. Yu, B. S. Koppetsch, S. Pagliarani et al.

Изучая инфицирование KoRV-A зародышевых клеток коал, исследователи обнаружили, что эти клетки способны распознавать нуклеиновые кислоты вирусов на определенном этапе их жизненного цикла и подавлять инфекцию. «Мы обнаружили врожденную иммунную систему генома, которая может отличать генетический материал от ваших генов», — объясняет Уильям Тюркауф, специалист по молекулярной медицине и один из авторов работы.

Геномы многоклеточных организмов включают в себя некодирующие участки — интроны. После того как на матрице ДНК синтезируется комплементарная ей РНК, интроны вырезаются из продукта синтеза для получения функциональной матричной РНК — этот процесс называется сплайсингом. У ретровирусов тоже есть интроны, которые вырезаются, чтобы сделать возможным синтез белков вирусной оболочки для последующей сборки вирусных частиц.

Однако вирусам необходимо производить и несплайсированную РНК, из которой интроны не удалены, — она необходима для репликации. Зародышевые клетки распознают такую РНК и разрезают ее на так называемые piРНК. Это малые некодирующие нуклеиновые кислоты, которые могут комплементарно связываться с транскриптами вирусной ДНК и таким образом блокировать сборку вирусных частиц.

«Через то, что мы видим у коал, прошел каждый организм на планете. Животные заражаются ретровирусами, которые попадают в клетки зародышевой линии. Эти вирусы размножаются и внедряются в хромосомы, изменяя организацию и функцию генома хозяина, и процесс продолжается, пока клетка-хозяин не приручит захватчика», — подытоживает Чжипин Вэн, соавтор работы, специалист по биоинформатике и интегративной биологии. В дальнейшем ученые хотят провести дополнительные эксперименты, чтобы разобраться в механизмах распознавания чужеродного генетического материала.

Ранее ученые выяснили, как вирус бешенства попадает в мозг, и обнаружили вирус, который делает людей глупее.

Вчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Позавчера, 09:37
7 минут
Сергей Васильев

Магнитосфера Земли была достаточно сильной еще до того, как у планеты появилось внутреннее ядро и заработал механизм «геомагнитного динамо»: похоже, на первых этапах ее подпитывал совершенно другой механизм.

Позавчера, 14:50
34 минуты
Александр Березин

SpaceX рассчитывает к 2050 году создать на Марсе колонию на миллион человек. Звучит абсурдно: осталось всего 30 лет, а до первого полета на Марс еще многие годы. Некоторые ученые, включая российских, считают планы Маска «фантазией» и «пропагандой». Тем не менее сама по себе постройка миллионной колонии на Красной планете вполне реальна. Разберемся, почему и отчего в это так трудно поверить остальному миру.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: