Что заставляет червя сказать «фу»

Исследователи из Массачусетской больницы общего профиля (MGH), аффилированной с Гарвардом, обнаружили новый способ, которым животные обнаруживают патогены в организме, позволяя иммунной системе реагировать ещё до повреждения клеток.

До сих пор науке были известны два основных способа обнаружения болезнетворных микробов:

1. Врождённая иммунная система запрограммирована на распознавание определённых патогенов.
2. Система следит за свободно плавающими молекулами, которые в норме находятся внутри клеток — это признак повреждения и «утечки» клеточного содержимого.

Джастин Мело, научный сотрудник, и Гэри Рувкун, профессор генетики Гарвардской медицинской школы (HMS), сообщили в журнале Cell, что животные также могут обнаруживать сбои в ключевых клеточных процессах, которые происходят ещё до гибели самой клетки. Это позволяет запустить более ранний иммунный ответ, потенциально способный спасти клетку.

«Это обеспечивает новый механизм обнаружения патогенов организмами», — сказала Мело. Механизм «позволяет нам защищаться от множества молекулярных стратегий, которые используют патогены».

Исследование проводилось на круглом черве C. elegans, который служит простой моделью для изучения фундаментального выбора пищи. Черви прожорливы и редко покидают источник пищи.

Метод эксперимента:

• Учёные использовали интерферирующую РНК (RNAi), которая, попадая в организм червей, «выключала» определённые гены, отвечающие за важные клеточные процессы.
• Эту RNAi помещали в обычную пищу червей — бактерии E. coli.
• Было протестировано более 4000 генов червя.

Результаты:

• Для 379 генов черви со временем вырабатывали отвращение к E. coli и уплывали от своей пищи.
• Эти гены неизменно влияли на важные клеточные процессы, которые также являются мишенями для атаки патогенов.
• Особенно сильную реакцию вызывало нарушение работы рибосом — клеточных «фабрик» по производству белка, часто атакуемых патогенами.

«Мы скормили червям RNAi против этих основных процессов и увидели, что у них развилось сильное отвращение к этому источнику пищи», — сказала Мело. «Животные действительно убегают».

В ответ на мнимую угрозу черви также запускали полноценный иммунный ответ, чтобы бороться с несуществующим патогеном, обезвреживать несуществующий яд и восстанавливать повреждения.

Это открытие может объяснить, почему тошнота и диарея — симптомы пищевого отравления — возникают во время химиотерапии. Поскольку отравление пищей было распространённым способом заражения на протяжении истории, организм может интерпретировать клеточные нарушения, вызванные химиотерапией, как результат употребления чего-то опасного.