Вирусы используют широкий спектр стратегий, позволяющих им избегать воздействия со стороны иммунной системы организма-хозяина. Группа исследователей, руководимая вирусологом профессором Юргеном Хаасом (Jürgen Haas) из Института Макса Петтенкофера (Max von Pettenkofer Institute) Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана (Ludwig-Maximilians-Universität München), изучает недавно открытый механизм, который патогенные вирусы используют для достижения своих целей, и последние полученные ими результаты указывают пути к новым методам антивирусной терапии. Механизм основан на выработке вирусом коротких молекул РНК, так называемых miРНК.
РНК химически связана с генетическим материалом ДНК, и длинные РНК-копии
генных последовательностей определяют структуру всех клеточных белков miРНК (miRNA),
с другой стороны, играют ключевую роль в регуляции экспрессии генов.
«Вирусы используют их не только для регуляции экспрессии своих собственных
генов, но и генов организма-хозяина», - говорит Хаас. «Так как клетки организма
человека также вырабатывают регуляторные miРНК, вирусные молекулы не вызывают
иммунного ответа». Хаас и его коллеги, в сотрудничестве с несколькими
исследовательскими группами в Германии и за ее пределами, к настоящему моменту
определили 158 генов человека, являющихся мишенями для воздействия молекул miРНК,
синтезируемых двумя типами вирусов герпеса, способными вызывать рак у человека.
«Наши открытия ведут к пониманию основ функционирования вирусных miРНК. Гены
вируса, кодирующие miРНК, могут стать мишенью для адресных и жизненно
необходимых антивирусных препаратов», - комментирует свою работу Хаас.
Генная регуляция, биологический процесс включения и выключения генов, является
одним из основополагающих элементов функций клеток. Ген представляется собой
ограниченный сегмент двухцепочечной молекулы ДНК. Когда ген активен,
последовательность такого сегмента переписываются (транскрибируется) с цепочки
ДНК на РНК-копию. Особый вид молекул РНК, известный мРНК (messenger RNA - mRNA),
определяет последовательности всех белков, необходимых определенному виду
клеток, в процессе, называемом трансляцией (переводом). Вырабатываемые клеткой
белки определяют ее строение и функции, поэтому соответствующие белки должны
вырабатываться в необходимом количестве в нужное время. В частности, поэтому
экспрессия генов так строго регулируется. За последние годы выяснилось, что в
большинстве организмов важнейшую роль в этом процессе играют короткие РНК,
известные как miРНК (miRNA, microRNA). Последовательности miRNA комплиментарны
участкам мРНК и связываются с ними, образовывая частично двухцепочечные
структуры. Это предотвращает синтез соответствующего белка и может привести к
разрушению мРНК. Установлено, но экспрессия 20-30% всех генов человека
регулируется именно таким образом. «Система функционирует как чувствительный
регулятор для тонкой настройки многих клеточных функций», - говорит профессор
Юрген Хаас. «Это также важно и для нормального развития тканей».
Вирусы также используют miРНК для регуляции экспрессии своих генов. Но некоторые
вирусные miРНК делают двойную работу, вмешиваясь в регуляцию генов
организма-хозяина. Геном вирусов состоит только из ДНК или РНК, покрытых
белковой оболочкой, и чтобы репродуцироваться, они должны проникнуть в клетку.
Захватив подходящую клетку, вирус существенно перепрограммирует ее для
производства новых вирусных частиц.
«Борьба между вирусом и хозяином начинается сразу после заражения первой
клетки», - говорит Хаас. «В принципе, иммунная система способна распознать
инфицированные клетки и уничтожить их в процессе реализации феномена
запрограммированной клеточной смерти, или апоптоза. Апоптоз включает
упорядоченное разрушение клеток - и любого содержащегося в них вируса – но
вирусы развили многочисленные способы предотвращения такого развития событий.
Действительно, чтобы увеличить свою репликацию некоторые вирусы заставляют свои
клетки-хозяева переходить в состояние неконтролируемой пролиферации, что в
конечном итоге может привести к развитию рака, как в случае с определенными
вирусами герпеса, поражающими человека.
Два из них, вирус Эпштейна-Барр (EBV) и вирус саркомы Капоши (KSHV), вызывают
хронические инфекции В-клеток (клеток иммунной системы, вырабатывающих
антитела), и оба вируса могут спровоцировать развитие злокачественных
новообразований. Уже известно, что вирусы герпеса несут генетическую информацию
для синтеза miРНК. Хаас и его коллеги решили определить mРНК хозяина, на которые
могут воздействовать эти молекулы-ингибиторы. Сначала они изолировали
молекулярный комплекс, который переносит фрагменты вирусной РНК к их мишени.
Затем анализ ассоциированных mРНК клетки-хозяина позволил исследователям
определить соответствующие затронутые клеточные гены. «Таким способом мы смогли
определить 158 генов», - говорит Хаас. «Многие из них кодируют белки,
принимающие участие в антивирусной защите, поэтому то, что вирусы стараются
выключить именно эти гены, представляется полностью разумным.
Наша работа не только показывает, как вирусы контролируют генную экспрессию
клетки-хозяина, но и позволяет определить гены вирусных miRNA в качестве
возможной мишени для инновационных антивирусных средств. Если мы сможем создать
и доставить терапевтические miRNA, способные связываться с miRNA вирусов, мы
смогли бы победить вирус, применив против него его собственное оружие».
Если вы заметили орфографическую, стилистическую или другую ошибку на этой странице, просто выделите ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter. Выделенный текст будет немедленно отослан редактору
Хотите своевременно узнавать новости медицины и быть в курсе новых поступлений медицинской библиотеки? Подпишитесь на почтовые рассылки сервера Medlinks.ru