Найден самый древний механизм защиты от вирусов

Человеческий интерферон. Изображение: Nevit Dilmen / commons.wikimedia.org
Человеческий интерферон. Изображение: Nevit Dilmen / commons.wikimedia.org

Ученые из Франции и США обнаружили ранее не описанный механизм защиты от вирусных инфекций, свойственный клеткам-эукариотам, который сформировался на самой ранней стадии развития жизни на Земле.

РНК-вирусы — это вирусы, у которых генетический материал содержится в одно- или двухцепочечной линейной РНК, а не в ДНК. И такое строение позволяет РНК-вирусам атаковать клетки, не содержащие ДНК (такие как клетки крови — эритроциты). До недавнего времени считалось, что клетки противостоят вирусам, используя две системы защиты: противовирусную РНК-интерференцию и интерфероновую систему. Посредством РНК-интерференции клетка идентифицирует чужеродную РНК и разрезает ее на короткие фрагменты, после чего блокирует копирование и распространение вирусной РНК. Второй механизм против вирусов основан на иммунных белках-интерферонах, которые стимулируют производство лимфоцитов и подавляют активность вируса. В новом исследовании ученые обнаружили третий, ранее не изученный механизм противостояния клеток РНК-вирусам.

Для эксперимента ученые взяли РНК-вирус Синдбис (SINV). После того как им заражали клетки, из ядра инфицированной клетки высвобождалась эндонуклеаза Drosha из семейства рибонуклеаз III (RNase III). Эта нуклеаза эволюционно консервативна и имеется у всех живых организмов. Ранее уже было изучено, что нуклеаза Drosha вместе с еще одной родственной нуклеазой — Dicer — задействована в процессах созревания и разрушения многих клеточных РНК. Так, она задействована в формировании микроРНК, которые участвуют в процессах РНК-интерференции (процесса подавления экспрессии гена на определенном этапе).

Теперь ученые обнаружили, что при заражении клетки вирусом Drosha активировалась и находила чужеродные РНК со специфическими фрагментами. После этого она прикреплялась к чужой РНК и действовала как зажим, препятствуя работе РНК-полимераз, которые копируют вирусную РНК. В результате этого нарушалась репликация и распространение РНК-вирусов.

Чтобы точно подтвердить свое открытие, биологи вводили вирус Синдбис клеткам, у которых был выключен ген, кодирующий нуклеазу Drosha. Эксперимент показал, что такие клетки хуже противостояли вирусу и он мог быстрее размножаться в них. Ученые исследовали противовирусную защиту во всех клетках (растений, членистоногих, рыб, млекопитающих и других организмов) и обнаружили, что блокирование вируса эндонуклеазой Drosha происходит повсеместно. Это может свидетельствовать, что это очень древний эволюционный механизм борьбы клеток с вирусами, который возник самым первым на самой заре эволюции. И уже из него постепенно трансформировались другие, более совершенные методы антивирусной защиты.

Исследование опубликовано в журнале Nature.

Недавние эксперименты американских ученых подтвердили, что белки-интерфероны сформировались у клеточных организмов в процессе борьбы с вирусами.

Теги:

Читать еще на Чердаке: