Умная система обратной связи регулирует иммунные ответы

Новый механизм обратной связи в организме предотвращает чрезмерную активацию иммунных реакций. Он работает на уровне определённых генов, связывая инактивацию этих генов с прогрессом их транскрипции. Этот механизм был открыт в рамках проекта Австрийского научного фонда (FWF) и опубликован в журнале Molecular Cell Biology. Открытие предлагает новый подход для будущих терапий, направленных на контроль иммунной системы.

При вторжении микроорганизмов высвобождаются цитокины, которые запускают защитные меры, включая активацию и транскрипцию определённых генов для производства защитных белков. Однако важно, чтобы организм не производил их слишком много, чтобы не навредить себе. Производство белков вовремя сдерживается. Как именно это происходит, выяснила команда иммунобиолога Павела Коварика в проекте, проведённом в лабораториях Max F. Perutz при поддержке FWF.

Механизм ингибирования

Цитокины действуют на семейство белков STAT, которые выступают в роли факторов транскрипции, инициируя транскрипцию генов ДНК и производство белков. Чтобы выполнить эту функцию, белки STAT должны связываться со специальными последовательностями ДНК, и именно это связывание стимулируют цитокины.

Исследуя цитокин интерферон (продуцируемый в ответ на вирусные инфекции) и регуляцию активности STAT1, команда обнаружила новый эффективный механизм. Они показали, что по мере прогрессирования STAT1-индуцированной транскрипции гена, STAT1 всё больше отсоединяется от ДНК.

«Этот ранее неизвестный механизм обратной связи начинается очень рано в процессе производства защитных белков и, таким образом, позволяет быстро регулировать иммунный ответ», — комментирует Коварик.

Впоследствии тот же процесс регуляции был обнаружен для STAT2 и STAT3, что указывает на раннее эволюционное происхождение механизма.

Структурное изменение

Хотя пока неизвестно, как информация о ходе транскрипции ДНК передаётся связанному с ДНК STAT1 (и, следовательно, как запускается отсоединение), у Коварика есть чёткое предположение:

«Модельные расчёты и данные других проектов предполагают, что прогрессирование транскрипции гена влияет на структуру ДНК. Это структурное изменение может заставить STAT1 отсоединиться от ДНК».

Точка воздействия для терапий

Новый механизм регуляции иммунных ответов открывает новые возможности для терапевтических вмешательств. Как слишком слабые, так и чрезмерно активные иммунные реакции могут вызывать проблемы, приводя к тяжёлым инфекциям или аутоиммунным заболеваниям. Целенаправленное воздействие на открытый механизм могло бы оптимизировать естественный иммунный ответ организма.