В наших клетках есть система противовирусных молекулярных сигналов, которые есть ещё у крыс, но которые притом не работают у мышей.
Атакуя клетку, вирус внедряет в неё свою нуклеиновую кислоту – ДНК или РНК, в которой записаны вирусные гены. Вирусные ДНК и РНК начинают использовать ресурсы клетки для своих целей, то есть для копирования самих себя и синтеза вирусных белков, чтобы в итоге получились новые вирусные частицы. Очевидно, если клетка хочет защититься от вируса, она должна вовремя обнаружить вторжение. Если речь о ДНК-вирусе (у которого наследственная информация хранится в ДНК), то тут достаточно увидеть ДНК в клеточной цитоплазме. Поскольку в норме собственная ДНК клетки всегда находится только в ядре или внутри митохондрий, то любая свободная ДНК, плавающая в цитоплазме, говорит о какой-то аномалии – либо о том, что клетка превращается в раковую, либо о заражении бактериями или ДНК-содержащими вирусами.
Вирусную ДНК в клетках млекопитающих обнаруживает фермент cGAS, который взаимодействует с другим белком под названием STING – Stimulator of Interferon Genes, или стимулятор интерфероновых генов; а интерфероны, как многие наверняка помнят, работают как главные регуляторы противовирусной обороны. Итак, STING активирует защитные гены, сигнализирующие иммунитету, что с клеткой неладно, и запускающие воспалительную реакцию. (На всякий случай скажем, что коронавирусы, у который сейчас очередной звёздный час – это РНК-вирусы, а для РНК-вирусов есть свои системы обнаружения.)
Систему cGAS-STING расшифровали сравнительно недавно, она действительно играет очень важную роль во врождённом противовирусном иммунитете, и именно под неё создаются разные новейшие лекарства (в том числе и противоопухолевые). Однако это не единственная система такого рода. Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе заметили, что в клетках человека интерфероновые гены при вторжении вируса просыпаются, даже если в клетках отключить систему cGAS-STING. Оказалось, что тут срабатывал другой фермент – DNA-PK, который обычно работает в ядре и чья задача – искать повреждения в клеточной ДНК.
О том, что DNA-PK работает и в цитоплазме, где помогает обнаруживать вирусы, отчасти было известно и раньше. Однако, как пишет портал The Scientist, раньше считалось, что DNA-PK включён в систему cGAS-STING. Новые эксперименты показали, что с DNA-PK связана своя система антивирусных сигналов, независимая от cGAS-STING. И в некоторых случаях обе системы работают как антагонисты, то есть система cGAS-STING подавляет работу системы DNA-PK, и наоборот.
Самое любопытное состоит в том, что, как пишут авторы работы в Science Immunology, антивирусная система DNA-PK есть не у всех животных – она есть у людей, у не-человекообразных обезьян, у крыс, но её нет, например, у мышей. И в этом смысле полученные результаты важны не только для разработки новых лекарств, как противовирусных, так и противоопухолевых (напомним, что белки, настроенные на обнаружение ДНК в цитоплазме, реагируют не только на вирусную ДНК, но и на ту ДНК, которая появляется в цитоплазме при злокачественном перерождении клетки). Эти результаты важны ещё и потому, что лишний раз демонстрируют, как важно всё время держать в уме различия между человеком и лабораторной мышью, и как важно проверять научные открытия и гипотезы на разных экспериментальных моделях. Впрочем, справедливости ради стоит сказать, что исследователи и раньше знали, что мышиные клетки реагируют на вирусы несколько иначе, чем человеческие – что, как стало теперь ясно, связано с различиями в наборе иммунных антивирусов.
Автор: Кирилл Стасевич