Вирусная инфекция дыхательных путей запускает новый класс биомолекул

Учёные впервые обнаружили, что плохо изученный класс РНК, производимый в клетках млекопитающих во время атаки респираторного вируса, может влиять на исход инфекции. Результаты опубликованы в журнале mBio.

Большинство исследований клеточного ответа на вирусную инфекцию сосредоточены на генах, кодирующих белки. Однако клетки млекопитающих также транскрибируют тысячи других РНК, которые не кодируют белки. Роль большинства этих некодирующих РНК остаётся загадкой.

Особое внимание сейчас привлекают длинные некодирующие РНК (более 200 нуклеотидов). Исследователи узнают, что они выполняют множество функций: модифицируют хромосомы, регулируют гены, влияют на структуру клетки и служат предшественниками для малых РНК и микроРНК, участвующих во взаимодействиях вируса и хозяина.

Команда под руководством доктора Майкла Катце из Университета Вашингтона использовала технологии секвенирования нового поколения для проведения полнотранскриптомного анализа ответа хозяина на инфекцию коронавирусом SARS-CoV. Исследование проводилось на четырёх линиях мышей с разной восприимчивостью к вирусу.

Ключевые результаты:

• Вирусная инфекция активировала около 500 длинных некодирующих РНК, транскрибируемых из известных участков генома, и около 1000 — из ранее не определённых регионов.
• Более восприимчивые линии мышей демонстрировали общий профиль с уникальными «сигнатурами» активности некодирующих РНК, связанными со смертельной инфекцией.
• Более 40% длинных некодирующих РНК и геномных регионов, активированных при инфекции SARS, также активировались в ответ на инфекцию вирусом гриппа и лечение интерфероном. Это указывает на профиль, связанный с патогенностью — способностью взаимодействия вируса и хозяина вызывать болезнь.

Эти результаты впервые ясно демонстрируют широкомасштабную продукцию и активацию длинных некодирующих РНК в ответ на вирусную инфекцию. Учёные предполагают, что эти РНК могут представлять собой новый класс регуляторных молекул, играющих роль в определении исхода инфекции, возможно, помогая управлять врождённым иммунитетом.

Точный механизм их действия неизвестен. Они могут взаимодействовать с белковыми комплексами, модифицирующими экспрессию генов, или регулировать соседние гены, кодирующие белки.

«Такие исследования критически важны, — отмечает доктор Катце. — Некодирующие РНК могут представлять собой целый новый класс сигнальных молекул врождённого иммунитета, интерферон-зависимых регуляторов или модуляторов ответа хозяина. Они также могут быть новым классом биомаркеров для инфекционных заболеваний и разработки диагностики».

Подробное знание о регуляции и функциях некодирующих РНК, вероятно, будет необходимым для полного понимания того, как вирусы вызывают болезнь и как организм защищается от них или поддаётся им.