Вирусы, проникая в клетку, стремятся полностью подчинить ее себе, блокируя собственные гены и перенаправляя ресурсы на производство своих копий. Ранее считалось, что клетка запускает программу гибели в ответ на непосредственное присутствие вируса. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Nature, кардинально меняет это представление. Биоинформатики и биологи из нескольких стран, включая Россию, выяснили, что причина кроется в серьезном сбое внутренних клеточных процессов, который провоцирует сам вирус.
Ученые заражали клетки вирусами герпеса и гриппа, используя для анализа метод RIP-секвенирования. Эта технология позволяет детально изучить, какие молекулы РНК связаны с определенными белками, и отследить изменения в работе генов после инфицирования. Анализ показал, что вирусные белки нарушают ключевой процесс — завершение транскрипции, то есть корректное считывание информации с ДНК. В результате синтез РНК не останавливается в нужной точке, и вместо нормальных молекул образуются аномально длинные транскрипты.
В составе этих сверхдлинных РНК оказываются фрагменты, которые в норме молчат — это древние вирусные последовательности, встроившиеся в геном за миллионы лет эволюции. При сбое транскрипции они активируются и формируют участки с особой структурой, известной как левозакрученная двойная спираль, или Z-РНК. Появление большого количества таких молекул клетка воспринимает как сигнал тревоги. Специальный белок-сенсор ZBP1, часть системы врожденного иммунитета, распознает Z-РНК и немедленно запускает программу самоуничтожения — апоптоз или некроптоз. Это не позволяет вирусу использовать клетку как фабрику для размножения.
Как поясняет один из авторов работы, заведующая Международной лабораторией биоинформатики НИУ ВШЭ Мария Попцова, вирус сам активирует механизм своей гибели, подобно диверсанту, наступающему на мину. Клетка погибает вместе с инфекционным агентом, предотвращая его распространение. Исследователи полагают, что этот древний защитный механизм может работать против широкого спектра вирусов, нарушающих транскрипцию. Более того, тот же эффект удалось вызвать искусственно с помощью экспериментального препарата JTE-607. Это открывает потенциал для новых терапевтических стратегий, например, для направленного запуска гибели раковых клеток или усиления иммунного ответа против инфекций.
Ранее российские ученые нашли ключ к лечению неизлечимых болезней.
