Ученые нашли древний механизм самоуничтожения зараженных вирусом клеток

❋ 5.2

Когда вирус попадает в клетку, он вмешивается в ее работу. Ранее считалось, что защитная реакция клетки на вирус запускает процесс ее самоуничтожения. Но исследование с участием биоинформатиков НИУ ВШЭ показало, что причина другая: клетка реагирует не на вирус, а на собственные транскрипты, которые становятся аномально длинными.

НИУ ВШЭ

# вирусные инфекции

# вирусы

# иммунитет

# РНК

Как вирусная атака запускает самоуничтожение клетки. Вирусная инфекция нарушает завершение транскрипции, из-за чего в клетке образуются длинные РНК с участками древних вирусных вставок. Эти участки сворачиваются в Z-РНК, которые распознает белок ZBP1 и запускает гибель клетки / © InsideOutBio, Inc

Многие вирусы действуют по одной схеме: блокируют работу клеточных генов и перенастраивают клетку на производство вирусных белков. Из-за этого клетка перестает вырабатывать свои защитные молекулы и становится уязвимой. Но, как выяснилось, иногда это оборачивается против самих вирусов.

Как именно клетке удается распознать атаку, изучили биологи и биоинформатики из США, Великобритании, Германии, Китая и России. Исследователи заражали клетки вирусами герпеса и гриппа, а для их анализа применили метод RIP-секвенирования. Эта технология позволяет выловить из клетки РНК, связанные с определенными белками, и благодаря этому увидеть изменения в работе клеточных генов после заражения. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Анализ показал, что вирусные белки мешают клетке правильно завершить транскрипцию — считать информацию с ДНК. Из-за этого синтез РНК не останавливается вовремя, и вместо нужных транскриптов образуются чрезмерно длинные молекулы. В их составе оказывались фрагменты «мусорной» ДНК — древние вирусные вставки, накопившиеся в нашем геноме за миллионы лет эволюции. В обычных условиях эти участки неактивны, но при сбое они начинают считываться и формируют участки с особой структурой — левозакрученные двойные спирали, или Z-РНК.

Повышенное число таких молекул воспринимаются клеткой как сигнал опасности. За их распознавание отвечает белок ZBP1 — сенсор внутриклеточного иммунитета. Как только он чувствует скопление Z-РНК, клетка запускает программу самоуничтожения — апоптоз или некроптоз. В результате вирус не успевает использовать ресурсы клетки для размножения.

«Получается, что вирус, пытаясь подавить работу клеточных генов и использовать ресурсы клетки для собственного размножения, сам активирует механизм ее самоуничтожения. Он как будто наступает на мину врожденного иммунитета: клетка погибает вместе с вирусом, не давая ему распространиться», — комментирует один из авторов статьи, заведующая Международной лабораторией биоинформатики ФКН НИУ ВШЭ Мария Попцова.

Ученые предполагают, что подобная защита может срабатывать и при других вирусных инфекциях, при которых нарушается процесс транскрипции. Кроме того, исследователям удалось вызвать тот же эффект искусственно: препарат JTE-607, находящийся в клинических испытаниях как противоопухолевое средство, также приводит к образованию Z-РНК. И потенциально тот же механизм можно использовать в терапии — например, чтобы направленно активировать гибель раковых клеток или усиливать иммунный ответ.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» — один из крупнейших и самых востребованных вузов России. В университете учится 54 тысячи студентов и работает почти 4,5 тысячи учёных и преподавателей. НИУ ВШЭ ведёт фундаментальные и прикладные исследования в области социально-экономических, гуманитарных, юридических, инженерных, компьютерных, физико-математических наук, а также креативных индустрий. В университете действуют 47 центров превосходства, или международных лабораторий. Вышка объединяет ведущих мировых исследователей в области изучения мозга, нейротехнологий, биоинформатики и искусственного интеллекта. Университет входит в первую группу программы «Приоритет-2030» в направлении «Исследовательское лидерство». Кампусы НИУ ВШЭ расположены в четырех городах — Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Перми, а также в цифровом пространстве — «Вышка Онлайн».