Ученые: отключение гена в миелоидных клетках почти полностью защищает мышей от заражения листериозом

Результаты работы ученых опубликованы в журнале Nature Microbiology.

Работа иммунной системы – чрезвычайно сложный процесс, механизм работы которого до сих пор далеко не полностью изучен учеными. Какие белки отвечают за иммунный ответ организма, можно ли сделать организм генетически невосприимчивым к любым болезнетворным бактериям, или хотя бы к части из них? Все эти вопросы пытаются решить биологи и генетики всего мира.

Для того, чтобы понять механизм работы иммунитета ученые проводят эксперименты – исследуют популяции мышей, у представителей которых в результате долгого целенаправленного скрещивания не работают те или иные гены. Если подобное «отключение» (генетики и биоинформатики называют его нокаут) того или иного гена приводит к изменению в работе иммунной системы – значит, он имеет непосредственное для нее значение.

Международная группа ученых провела исследование мышей, у которых подобным способом были «отключены» два гена, ответственные за выработку двух белков – Beclin 1 и FIP200. Причем, нокаут был проведен не во всем организме животного, а только в миелоидных (подтип иммунных клеток) клетках мышей. Эти белки участвуют в процессе аутофагии, то есть утилизации клеткой молекул и органелл, возникающих, в процессе ее жизнедеятельности.

Выяснилось, что это «отключение» сделало животных практически совсем не восприимчивыми к бактерии Listeria monocytogenes, вызывающей опасное заболевание листериоз. Это заболевание поражает нервную систему и без правильного лечения даже приводит к летальному исходу.

«Listeria monocytogenes – это такая бактерия, которая делится внутри клетки, – рассказывает соавтор исследования, аспирант Университета ИТМО, сотрудник международной научной лаборатории «Компьютерные технологии» Константин Зайцев, – мы обнаружили, что если нарушена работа генов, отвечающих за Beclin 1 или FIP200, то внезапно мышки сами справляются с инфекцией и хорошо выживают после инфекции».

Такой результат наблюдается за счет того, что иммунная система мышей с нокаутом в целом оказывается активирована постоянно, а не время от времени, в зависимости от внешних возбудителей, как у обычных мышей. Иммунные клетки – макрофаги оказываются в постоянно возбужденном состоянии, что позволяет мгновенно реагировать на появление в организме Listeria monocytogenes.

Генная модификация на первый взгляд не приводит к фатальным последствиям для жизнедеятельности подопытных мышей – они нормально развиваются, растут, едят, размножаются. Однако это вовсе не значит, что отключение генов проходит для животных бесследно.

Как выяснилось в ходе экспериментов, другие инфекции, например, вирус гриппа, все равно заражают подопытных мышей так же успешно, как и обычных. Также следует отметить, что хотя подопытные мыши развивались практически так же, как и обычные, тем не менее они становились уязвимы для своей собственной иммунной системы. Вместе с тем статья дает большой аналитический материал относительно участия белков Beclin 1 и FIP200 в иммунном ответе на попадание в тело болезнетворных микроорганизмов.

Университет ИТМО

43 статей

Университет ИТМО (Санкт-Петербург) — национальный исследовательский университет, ведущий вуз России в области информационных и фотонных технологий. Альма-матер победителей международных соревнований по программированию: ICPC (единственный в мире семикратный чемпион), Google Code Jam, Facebook Hacker Cup, Яндекс.Алгоритм, Russian Code Cup, Topcoder Open и др. Приоритетные направления: IT, фотоника, робототехника, квантовые коммуникации, трансляционная медицина, урбанистика, Art&Science, Science Communication.

Показать больше