Учёные открыли новый фермент, помогающий клеткам бороться с геномными паразитами
Исследовательские группы профессора Рене Кеттинга из Института молекулярной биологии (IMB) в Майнце, Германия, и доктора Себастьяна Фалька из лабораторий Макса Перуца в Вене, Австрия, идентифицировали новый фермент PUCH. Он играет ключевую роль в предотвращении распространения паразитической ДНК в наших геномах. Эти открытия могут пролить свет на то, как наш организм обнаруживает и борется с бактериями и вирусами.
Геномные паразиты занимают большую часть генома
Около 45% нашего генома состоит из тысяч геномных паразитов — повторяющихся последовательностей ДНК, называемых транспозируемыми элементами (TEs). TEs, или «прыгающие гены», могут копировать и вставлять себя в новые участки ДНК. Это может приводить к мутациям, вызывающим рак или нарушающим работу клеток.
Новый фермент в системе защиты генома
В новой статье, опубликованной в Nature, учёные сообщают об открытии PUCH — ранее неизвестного фермента, ключевого для этой системы защиты. PUCH играет решающую роль в производстве небольших молекул piRNA, которые обнаруживают TEs при попытке «прыжка» и активируют защитную систему.
Связь с иммунитетом
Исследователи обнаружили PUCH в клетках круглого червя C. elegans. Фермент характеризуется уникальными молекулярными структурами — Schlafen-доменами.
Ферменты с Schlafen-доменами также обнаружены у мышей и человека, где они, по-видимому, участвуют во врождённом иммунитете (первой линии защиты от вирусов и бактерий). Некоторые Schlafen-белки, например, мешают репликации вирусов у человека. С другой стороны, вирусы вроде вируса оспы обезьян могут использовать Schlafen-белки для атаки на защитную систему клетки.
Профессор Кеттинг предполагает, что Schlafen-белки могут иметь более широкую, консервативную роль в иммунитете у многих видов, включая человека. Они могут представлять собой ранее неизвестное молекулярное звено между иммунными ответами у млекопитающих и глубоко консервированными РНК-механизмами контроля TEs.
«Вполне возможно, что Schlafen-белки были перепрофилированы в ферменты, защищающие клетки от инфекционных последовательностей ДНК, таких как TEs», — добавил Себастьян Фальк. — «Это открытие может глубоко повлиять на наше понимание биологии врождённого иммунитета».