Как клетки "отключают питание", чтобы выжить при вирусной атаке

Исследователи из The Wertheim UF Scripps Institute раскрыли детали одной из стратегий, которую клетки используют для защиты от вирусов: временное отключение собственного метаболизма.

В исследовании, опубликованном в журнале Genes & Development, команда Джеймса Бёрка, Ph.D., подробно описала механизм, с помощью которого клетки "гаснут" после заражения вирусом Западного Нила.

Ключевой защитник — фермент RNase L

Вирусы стремятся захватить клеточную машинерию для производства белков, чтобы создавать свои копии. В ответ клетки активируют фермент RNase L, который, подобно ножницам, разрушает материалы, необходимые для синтеза белков. Клетка может оставаться в этом "отключенном" состоянии до 24 часов.

Сложный процесс активации

Эксперименты показали, что группа специализированных белков OAS 1, 2, 3 и L (олигоаденилатсинтетаза) играет различные роли. Белки OAS 3 окружают чужеродную двуцепочечную вирусную РНК, плотно связываясь с ней в трёх местах. Когда это связывание становится достаточно прочным, активируется обычно неактивный фермент RNase L.

Неожиданные открытия

1. Главный активатор: Ранее считалось, что ключевую роль играет OAS 1 (преобладающий у мышей). Однако команда Бёрка выяснила, что именно агрегация исключительно человеческого белка OAS 3 активирует RNase L.
2. Мишень фермента: Учёные подозревали, что RNase L расщепляет рибосомы. Оказалось, что фермент разрушает матрицы для сборки белков — матричную РНК (мРНК) клетки, но не сами рибосомы. "В течение 30 минут RNase L деградирует почти всю мРНК в клетке", — отметил Бёрк.
3. Стратегия вируса: Исследователи наблюдали, как RNase L разрушает собственную мРНК клетки, но не чужеродную вирусную РНК внутри неё. Предполагается, что некоторые вирусы (например, защищая свой генетический материал в везикулах) выработали собственные защитные стратегии.
4. Взаимодействие с интерфероном: Иногда высвобождения интерферона иммунными клетками достаточно для защиты от вируса Западного Нила, и RNase L не нужно отключать производство белка. Это означает, что RNase L включается только тогда, когда инфекция выходит из-под контроля интерферона. "Это полностью меняет наше понимание взаимосвязи этого пути с интерфероном в человеческих клетках", — заявил Бёрк.

Остающиеся вопросы и перспективы

Исследователи хотят выяснить, как вирус Западного Нила скрывается от RNase L, и можно ли нарушить этот процесс. Также изучается, подавляет ли RNase L воспаление, и как другие вирусы (например, SARS-CoV-2) адаптируются к нему.

Хотя в исследовании использовался вирус Западного Нила для понимания фундаментального биологического процесса, ожидается, что с другими вирусами будут наблюдаться схожие результаты с определёнными нюансами.

"Это исследование полностью изменило моё понимание пути RNase L. Как в пазле: каждый раз, когда находишь новую подходящую деталь, картина становится чётче", — резюмировал Джеймс Бёрк.