Обнаружен новый механизм защиты от вирусов
Исследователи обнаружили, что известный механизм контроля качества в клетках человека, животных и растений активен против вирусов. Учёные полагают, что он может представлять собой один из древнейших механизмов защиты от вирусов в эволюционной истории.
Исследователи из ETH Zurich в сотрудничестве с учёными из Университета Берна обнаружили новую форму врождённого иммунного ответа. Они показали, что он действует против определённых вирусов с геномом в форме одноцепочечной позитивной РНК. К этой группе относятся многие известные патогены, такие как вирусы гепатита C, клещевого энцефалита, полиомиелита, SARS, жёлтой лихорадки и лихорадки денге, а также потивирусы — группа растительных вирусов.
Вирусы идентифицируются как некорректная клеточная РНК
Исследователи под руководством Ари Хелениуса, профессора биохимии ETH Zurich, обнаружили механизм в ходе работы с культурой человеческих клеток и моделью вируса леса Семлики. В ходе масштабного скрининга учёные "отключали" отдельные гены в клетках-хозяевах и обнаружили, что клетки становятся более восприимчивыми к инфекции, если отключены гены системы контроля качества и регуляции РНК, известной как NMD (nonsense-mediated mRNA decay).
Параллельные исследования группы Оливье Вуанне, профессора биологии РНК ETH Zurich, показали, что этот же механизм действует против вирусов и в растениях (на моделях Arabidopsis thaliana и вируса X картофеля).
Ранее NMD был известен как механизм контроля качества, устраняющий некорректно синтезированные и нефункциональные молекулы матричной РНК (mRNA) в клетках. Новые исследования показывают, что эта система выполняет и вторую функцию: она обеспечивает деградацию генома определённых РНК-вирусов, предотвращая их репликацию в клетках-хозяевах.
"РНК-геном этих вирусов имеет определённое сходство с некорректными молекулами матричной РНК в клетках человека, животных и растений и идентифицируется системой NMD как таковой", — объясняет Джузеппе Балистрери, постдок и ведущий автор одного из исследований.
Древнейший механизм защиты
Исследователи считают, что система NMD обеспечивает первую линию защиты от инфекции этим классом вирусов.
"Механизм атакует вирусный геном напрямую, до того как он сможет размножиться в клетке-хозяине", — говорят Хелениус и Вуанне.
Учёные полагают, что это один из древнейших механизмов защиты от вирусов, поскольку система NMD настолько фундаментальна, что встречается у всех высших организмов: людей, животных, растений и грибов.
Однако механизм не является эффективным на 100%.
"Если бы это было так, то РНК-вирусов вообще бы не существовало", — отмечает Хелениус.
Вирусы эволюционировали, чтобы избегать или активно подавлять систему NMD.
"Вирусы и их хозяева вовлечены в бесконечную битву, частью которой является система NMD — ранее не подозревавшийся, но значительный компонент", — говорит Вуанне. — "В этой битве механизм NMD, вероятно, способствовал формированию геномов РНК-вирусов такими, какими мы их видим сегодня".
Исследования были проведены в рамках Национального центра компетенций в исследованиях (NCCR) "РНК и болезнь".