Структура фермента RNase L — ключ к иммунитету и борьбе с раком
Исследователи из Принстонского университета определили трёхмерную структуру фермента RNase L, который играет ключевую роль в врождённом иммунитете, разрезая генетический материал вирусов. Открытие, опубликованное 27 февраля в журнале Science, может привести к новым стратегиям борьбы с инфекциями, раком простаты и ожирением.
До сих пор у научного сообщества не было структурной модели человеческой формы этого фермента. «Теперь, когда у нас есть структура человеческого RNase L, мы можем начать понимать эффекты канцерогенных мутаций в гене RNase L», — отметил руководитель исследования Алексей Коренных. Локус, кодирующий RNase L, также известен как «hereditary prostate cancer 1», поскольку мутации в этой области сильно связаны с наследственным раком простаты. Новая структура показывает положение этих мутаций и объясняет, почему некоторые из них могут быть вредными. RNase L также важен для функции инсулина и связан с ожирением.
Как работает фермент
RNase L — важный игрок в системе врождённого иммунитета. При активации сигнальной молекулой интерфероном, он приобретает способность разрезать РНК — генетический материал, похожий на ДНК, — что помогает уничтожать вирусную РНК в клетках.
3D-структура, обнаруженная командой, состоит из двух почти идентичных субъединиц — протомеров. Один протомер находит и связывается с РНК, распознавая конкретно «букву» U (уридин), а другой — разрезает цепь, отсчитав от U ровно один нуклеотид.
«Мы были удивлены, обнаружив, что два идентичных протомера выполняют разные роли — связывание и разрезание», — сказал Коренных.
Методы открытия
Для определения структуры исследователи:
- Вырастили кристалл фермента RNase L (авторы: постдок Джесси Донован и аспирант Ючен Хан).
- Просветили кристалл мощными рентгеновскими лучами. Картина дифракции revealed расположение атомов в 3D-пространстве.
- Параллельно (аспирант Снеха Рат) изучили механизм разрезания РНК с помощью синтетических фрагментов РНК. Эти данные совпали со структурными находками.
- Подтвердили структуру дополнительными исследованиями RNase L в человеческих клетках (старший специалист Джена Уитни и аспирант Алиша Читракар).
Теперь, когда структура человеческого RNase L известна, учёные могут исследовать способы усиления или подавления его активности для медицинских и терапевтических целей.