Паразит разрывает собственную ДНК, чтобы избежать обнаружения
Паразит Trypanosoma brucei, вызывающий африканскую сонную болезнь, меняет свою внешность, чтобы ускользнуть от иммунной системы хозяина. Новое исследование, которое появится в онлайн-выпуске журнала Nature от 15 апреля, показывает, как паразит инициирует этот побег, разрывая обе цепи своей ДНК.
Стратегия выживания: смена поверхностного белка
Способность паразита выживать основана на смене поверхностного белка (VSG). Гены, кодирующие этот белок, расположены в 15–20 областях у концов хромосом. Когда иммунная система почти уничтожает всех паразитов, некоторые выжившие перестраивают свою ДНК и меняют белок, запуская новую волну инфекции.
В 2007 году Джордж А.М. Кросс и Оливер Дрисен предположили, что длина теломер, защищающих концы хромосом, регулирует частоту смены белка. Они предсказали, что при критическом укорочении теломер происходит разрыв вблизи активного гена VSG, что и запускает переключение.
Экспериментальное доказательство
Коллаборация лабораторий Джорджа Кросса и Нины Папавасилиу позволила проверить эту модель. Исследователи использовали ДНК-разрезающий фермент из дрожжей, чтобы искусственно создать разрыв в специфической области перед активным геном VSG.
Результат: разрыв в этой области увеличивал частоту смены поверхностного белка в 250 раз. Во время этого процесса ген VSG с другой хромосомы дублируется и замещает ранее активный ген.
Важность открытия
- Механизм подтверждён: Обнаружено, что двухцепочечные разрывы ДНК происходят естественным путём именно в консервативной повторяющейся области перед геном VSG, что и запускает переключение.
- Общий механизм: Этот процесс (дупликативная конверсия генов) оказался сходным с тем, как B-лимфоциты человека перестраивают свою ДНК для создания разнообразных антител.
- Прорыв в методах: Обнаружение этих естественных разрывов стало возможным благодаря новым экспериментальным подходам.
«Это было невероятно, — говорит Оливер Дрисен. — Один эксперимент за другим, и всё работало».