Недавнее исследование предполагает, что древние инфекционные частицы, которые оставили вирусную ДНК в наших генах, служат защитными механизмами, защищающими клетки от определенных вирусов. Это продемонстрировано в исследовании, опубликованном в академическом журнале Science.
Как клетки защищены от ряда вирусов
Исследование показало, что эндогенные ретровирусы (ERV), фрагменты древней вирусной ДНК, обеспечивают защиту от субмикроскопических инфекционных агентов, которые возникают извне, защищая их от доступа к клеткам-хозяевам. Они в изобилии присутствуют в геномах челюстных позвоночных, и составляют до 5-8% генома человека (более низкие оценки ~ 1%). Хотя в этой работе использовались человеческие клетки, выращенные в благоприятной искусственной среде, она демонстрирует, что ERV обладают способностью останавливать рост и размножение вирусов, которые, вероятно, также присутствуют у людей.
Когда ERV поражает клетку, ее рибонуклеиновая кислота превращается в дезоксирибонуклеиновую кислоту и включается в гены хозяина. Затем клетка продуцирует другие вирусы, следуя инструкциям гена. Вирус использует молекулярные машины, которые осуществляют сложные многоступенчатые реакции инициации транскрипции и удлинения для размножения. Способность ДНК передаваться от родителя к ребенку и в конечном счете укореняться в генах хозяина обеспечивается ERV, которые влияют на половые клетки.
Как правило, эта категория вирусов поражает клеточные единицы, которые не передаются от родителей к детям. Чтобы РНК-вирусы проникли в клетку, белки вирусной оболочки, в основном гликопротеины, должны связываться с клеточными рецепторами, подобно ключу, входящему в замок. Исследователи искали в генах возможные области, кодирующие гликопротеин, которые могли бы сохранять активность, связывающую рецепторы, используя вычислительный и статистический анализ геномов.
Затем были проведены дальнейшие эксперименты, чтобы увидеть, проявляет ли какой-либо из них активность, то есть создает генные элементы в оболочке в определенных типах клеток.
После открытия гликопротеинов исследователи сосредоточились на SUPYN, белке, который у людей кодируется геном ERVH48-1, обнаруженным в плацентах и на первых стадиях роста человеческого эмбриона. Затем исследователи провели исследования с использованием клеток, которые напоминали человеческую плаценту, поскольку вирусы часто поражают этот орган. В клетки был введен вирус RD114. SUPYN-отрицательные типы клеток человека могут быть более чувствительными к инфекциям. В результате эти клетки потеряли свою защиту от вируса RD114, когда SUPYN был удален из них в ходе эксперимента; после его возвращения клетки восстановили его.
Исследование иллюстрирует, как белок “отключает” рецепторы клеточной поверхности, что позволяет вирусам с оболочкой РНК, встречающимся у нескольких нечеловеческих видов, воздействовать на клетки и вызывать проникновение вируса. Это открытие имеет решающее значение, поскольку оно может раскрыть источник природных белков-протекторов, которые можно будет использовать для создания лекарств без негативных аутоиммунных эффектов.
