Когда вирус наступает на мину: найден древний механизм самоуничтожения зараженных клеток
Когда вирус попадает в клетку, он вмешивается в ее работу. Ранее считалось, что защитная реакция клетки на вирус запускает процесс ее самоуничтожения. Но исследование с участием биоинформатиков НИУ ВШЭ показало, что причина другая: клетка реагирует не на вирус, а на собственные транскрипты, которые становятся аномально длинными. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Многие вирусы действуют по одной схеме: блокируют работу клеточных генов и перенастраивают клетку на производство вирусных белков. Из-за этого клетка перестает вырабатывать свои защитные молекулы и становится уязвимой. Но, как выяснилось, иногда это оборачивается против самих вирусов.
Как именно клетке удается распознать атаку, изучили биологи и биоинформатики из США, Великобритании, Германии, Китая и России. Исследователи заражали клетки вирусами герпеса и гриппа, а для их анализа применили метод RIP-секвенирования. Эта технология позволяет выловить из клетки РНК, связанные с определенными белками, и благодаря этому увидеть изменения в работе клеточных генов после заражения.
Анализ показал, что вирусные белки мешают клетке правильно завершить транскрипцию — считать информацию с ДНК. Из-за этого синтез РНК не останавливается вовремя, и вместо нужных транскриптов образуются чрезмерно длинные молекулы. В их составе оказывались фрагменты «мусорной» ДНК — древние вирусные вставки, накопившиеся в нашем геноме за миллионы лет эволюции. В обычных условиях эти участки неактивны, но при сбое они начинают считываться и формируют участки с особой структурой — левозакрученные двойные спирали, или Z-РНК.
Повышенное число таких молекул воспринимаются клеткой как сигнал опасности. За их распознавание отвечает белок ZBP1 — сенсор внутриклеточного иммунитета. Как только он чувствует скопление Z-РНК, клетка запускает программу самоуничтожения — апоптоз или некроптоз. В результате вирус не успевает использовать ресурсы клетки для размножения.
Мария Попцова
«Получается, что вирус, пытаясь подавить работу клеточных генов и использовать ресурсы клетки для собственного размножения, сам активирует механизм ее самоуничтожения. Он как будто наступает на мину врожденного иммунитета: клетка погибает вместе с вирусом, не давая ему распространиться», — комментирует один из авторов статьи, заведующая Международной лабораторией биоинформатики ФКН НИУ ВШЭ Мария Попцова.
Ученые предполагают, что подобная защита может срабатывать и при других вирусных инфекциях, при которых нарушается процесс транскрипции. Кроме того, исследователям удалось вызвать тот же эффект искусственно: препарат JTE-607, находящийся в клинических испытаниях как противоопухолевое средство, также приводит к образованию Z-РНК. И потенциально тот же механизм можно использовать в терапии — например, чтобы направленно активировать гибель раковых клеток или усиливать иммунный ответ.
Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований НИУ ВШЭ в рамках проекта «Центры превосходства».
Вам также может быть интересно:
Ошибки, которые всё объясняют: ученые обсудили будущее психолингвистики
Мировая лингвистика сегодня переживает «многоязычную революцию»: эпоха англоязычного доминирования в когнитивных науках подходит к концу, все чаще исследователи изучают многообразие языков мира. Более того, мультилингвизм из экзотики становится нормой, что кардинально меняет представления о когнитивных возможностях человека. В Вышке обсудили будущее развитие экспериментальной лингвистики.
«Наша задача — распространять и популяризировать родные языки»
Действующий в Дагестанском государственном университете (ДГУ) Центр изучения родных языков активно продвигает исследование многочисленных языков народов Дагестана. В республике 14 государственных языков, у многих из них есть диалекты и разновидности. Дагестанские ученые намерены использовать корпусные методы исследования языков, применяемые в Вышке, и планируют сотрудничать с Международной лабораторией языковой конвергенции НИУ ВШЭ. О работе центра «Вышка.Главное» побеседовала с его директором, профессором Мариной Гасановой, которая находится в НИУ ВШЭ на стажировке.
Персонализированная терапия поможет более эффективному лечению раковых заболеваний
Исследователи Международной лаборатории микрофизиологических систем факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ занимаются разработкой методов, снижающих сопротивляемость опухолевых клеток к воздействию лекарств, созданием более эффективных методов лечения рака с учетом индивидуальных особенностей пациентов. О работе лаборатории «Вышке.Главное» рассказала ее руководитель Диана Мальцева.
Как продлить человеческую жизнь и активное долголетие
Исследования молекулярных механизмов долголетия дают возможность изучить вероятность существенного увеличения продолжительности жизни, в том числе активного долголетия, когда пожилые люди сохраняют трудоспособность и социальные связи. О деятельности Лаборатории исследований молекулярных механизмов долголетия «Вышка.Главное» побеседовала с ее руководителем Максимом Шкурниковым.
Пространство экономических экспериментов: как прошел воркшоп для молодых исследователей
В начале сентября обновленная Лаборатория поведенческой экономики и финансов (ЛПЭФ) провела первый воркшоп для молодых исследователей. Главной особенностью стала опора каждого доклада на результаты лабораторных экономических экспериментов. В частности, ученые рассказали о том, что люди считают справедливой сделкой, как лучше мотивировать сотрудников и как гены влияют на желание сотрудничать и помогать другим. Все заинтересованные студенты и аспиранты были приглашены к сотрудничеству с лабораторией.
«Мы ищем там, где много неизвестного»
Вычислительные методы анализа древних и современных геномов позволяют исследовать процесс формирования генетического разнообразия популяций, изучать историю их перемешиваний и миграций, прослеживать формирование адаптации к окружающей среде. Международная лаборатория вычислительной и статистической геномики НИУ ВШЭ использует математические подходы и генетические данные для решения широкого спектра задач в различных областях — от антропологии и эпидемиологии до криминалистики. Новостная служба «Вышка.Главное» побеседовала с заведующим лабораторией Владимиром Щуром о ее работе.
Большие группы студентов эффективнее используют ИИ в обучении
Исследователи Института образования и факультета экономических наук НИУ ВШЭ узнали, от каких факторов зависит качество групповой работы студентов, когда они выполняют ее в сотрудничестве с ИИ. Оказалось, что, помимо уровня знаний команды, важен размер группы: чем она больше, тем эффективнее работа. Статья ученых опубликована в журнале Innovations in Education and Teaching International.
Ученые выяснили, что мозг реагирует на чужие действия, как на свои
Когда мы наблюдаем, как кто-то двигает пальцем, наш мозг не остается в стороне. Работа ученых из НИУ ВШЭ и Лозаннского университетского госпиталя показала, что наблюдение за движением активирует моторную кору так, словно мы сами совершаем это действие, и при этом заглушает ненужные мышцы. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.
«Биотех бурлит во всем мире, его кривая роста опережает развитие компьютерных технологий»
Более пяти лет в НИУ ВШЭ действует Международная лаборатория биоинформатики факультета компьютерных наук. За это время ее ученые добились значительных научных результатов. Здесь разработан уникальный в мировой практике тест «Кардиожизнь», позволяющий прогнозировать вероятность проявления сердечно-сосудистых заболеваний. С привлечением студентов и аспирантов Вышки ведутся исследования для создания лекарств нового поколения. Заведующая лабораторией Мария Попцова рассказала о ее работе в интервью новостной службе «Вышка.Главное».
Аспирантку НИУ ВШЭ наградили за лучший доклад на 58-й конференции Societas Linguistica Europaea
С 26 по 29 августа в Бордо (Франция) состоялась крупнейшая ежегодная конференция по лингвистике Societas Linguistica Europaea, в которой приняли участие аспиранты и исследователи из НИУ ВШЭ. Работа Елены Шведовой “Lability drift in Modern Aramaic languages” была высоко оценена членами экспертного сообщества и заняла первое место среди докладов аспирантов. О своем исследовании и самой конференции Елена рассказала в интервью новостной службе «Вышка.Главное».