Новости и мнения

Иммунитет млекопитающих: при чем тут РНКи?

Новое исследование добавляет доказательства того, что клетки млекопитающих могут использовать небольшие интерферирующие РНК для защиты от вирусов, но остаются вопросы о физиологической важности.

ad Xi Zhou known what he was in for a few years ago, he might never have gone looking for RNA interference (RNAi) in mammals. H ad Xi Zhou знал, что он был в течение нескольких лет назад, он мог бы никогда не искать РНК-интерференции (RNAi) у млекопитающих. «В то время мы были очень молоды и наивны, – говорит он о себе и своих сотрудниках.

Но Чжоу, биолог из Уханьского института вирусологии в Китае, был заинтригован двумя статьями 2013 года, в которых были представлены данные о реакции RNAi на вирусы в эмбриональных стволовых клетках мыши, клетках почек детенышей хомяка и новорожденных мышах. Он также с интересом ознакомился с ответами скептиков в этой области и намеревался разработать исследование, в котором были бы учтены некоторые из их критических замечаний.

Результат, опубликованный в июне в журнале « Иммунитет» , вместе с другими недавними работами помог перенести дискуссию между сторонниками и скептиками о том, что млекопитающие, такие как растения и беспозвоночные, могут использовать небольшие интерферирующие РНК для защиты от вирусов. Но команде Чжоу понадобилось больше года неудачных экспериментов, чтобы добраться туда.

Новый вид иммунитета

РНКи был впервые обнаружен в 1998 году у нематод. При этом типе иммунного ответа фермент-хозяин, называемый Dicer, расщепляет двухцепочечную РНК – контрольный сигнал РНК-вируса – на 21-23 нуклеотидные фрагменты, называемые малыми интерферирующими РНК (миРНК). Отдельные нити из этих кусочков включаются в РНК-индуцированный комплекс сайленсинга (RISC) и используются для распознавания комплементарных цепей вирусной РНК, так что фермент Argonaute может их устранить.

Открытие 1998 года вызвало волну исследований этого нового типа иммунитета, и появились убедительные доказательства важности РНКи для растений и беспозвоночных. Но немногие лаборатории смогли найти какие-либо следы ответа РНКи млекопитающих.

Две статьи 2013 года, опубликованные вместе в журнале Science , убедительно доказали необходимость РНК млекопитающих, но некоторый скептицизм остался. Бенджамин Тенор из Медицинской школы Икан на горе Синай, Брайан Каллен из Медицинского центра Университета Дьюка и Сара Черри из Медицинской школы Университета Пенсильвании написали мини-обзор, признавая, что эмбриональные стволовые клетки могут продуцировать миРНК для ингибирования репликации вируса.

Среди своих аргументов tenOever и другие указали, что малые РНК, использованные в качестве доказательства ответа RNAi в зрелых соматических клетках, были «всего лишь сотнями из миллионов проанализированных малых чтений РНК», в отличие от громадного всплеска siРНК, наблюдаемого когда клетки растений или беспозвоночных сталкиваются с двухцепочечной РНК. И РНКи, по-видимому, несовместимы с иммунным путем млекопитающих, который напрямую влияет на его компоненты. В отличие от беспозвоночных и растений, зрелые клетки млекопитающих имеют иммунный механизм на основе белка, контролируемый передачей сигналов интерферона, который расщепляет белок Argonaute, который является ключевым для RNAi, хотя стволовые клетки не обладают этой способностью.

Чжоу читал мини-обзор снова и снова. Затем он решил разработать исследование, которое проверит сомнения авторов.

Вызов скептикам

В геноме человеческого энтеровируса 71 (HEV71), который вызывает заболевание рук и ног, группа Чжоу нашла ген белка, который оказался вирус-супрессором РНКи или VSR. Эти белки VSR подавляют ответ RNAi у растений и беспозвоночных и могут, как полагают некоторые, помочь объяснить, почему RNAi у млекопитающих так трудно обнаружить. Команда решила создать мутантный вирус без белка-супрессора, чтобы посмотреть, не вызовет ли он легко обнаруживаемый ответ РНКи в двух разных линиях соматических клеток человека.

По словам Чжоу, после 14 месяцев безуспешных экспериментов он обнаружил, что мутантный вирус, который использовал его группа, быстро эволюционировал, чтобы восстановить свою функцию VSR – тем самым снижая активность РНКи, которую они искали. Затем команда попробовала еще раз с более стабильным вирусом, сконструированным так, чтобы не иметь функции VSR, и обнаружила, что это заставляет клетки продуцировать заметно больше миРНК. Чтобы подтвердить результаты, исследователи отключили Dicer в клетках-хозяевах и обнаружили, что миРНК исчезли.

Исследование «предоставляет еще один пример [индукции и подавления ответа противовирусной РНКи на вирусный патоген человека», – говорит Шоу-вэй Дин , профессор молекулярной вирусологии и иммунологии в Университете Калифорнии, Риверсайд, который возглавлял одну из исследования 2013 года. «И это также показывает, что этот человеческий вирус развил подавитель РНКи».

Каллен написал предварительную статью в том же выпуске «Иммунитет», в которой назвал статью «важным дополнением к этой области», предупреждая, что физиологическое значение ответа РНКи у млекопитающих еще предстоит определить.

tenOever остается неубежденным. Он предполагает, что некоторые из результатов Чжоу могут быть свидетельством ответа интерферона, а не РНКи. «Эта статья не согласуется с результатами многих других лабораторий», – говорит он Ученому , в том числе и своей. Он отмечает, что многие из этих отрицательных результатов остаются неопубликованными. «Я не знаю, как иначе, кроме пессимизма в отношении этой идеи РНКи у млекопитающих», – говорит он.

Дин отмечает, что контроль интерферона и механизм РНКи могут быть связаны. «Остается одна возможность, что РНКи могут регулироваться интерфероном», – говорит он. «Отношения между этими двумя также есть что-то, чего можно ожидать в будущем».

Хотя разногласия сохраняются, Крис Салливан из Техасского университета в Остине говорит, что исследование Чжоу вместе с парой в 2013 году и другим, опубликованным в прошлом году Дингом и Кейт Джеффри из Гарвардской медицинской школы, изменили разговор о РНКи у млекопитающих. «Четыре года назад или около того велись споры: есть ли какие-либо признаки или признаки РНК-интерференции у млекопитающих?» – говорит он Ученому . Хотя на этот вопрос он ответил, «главный вопрос все еще остается нерешенным, и есть ли РНК-вмешательство [у млекопитающих] релевантный или значимый противовирусный ответ? И я не думаю, что есть какие-либо доказательства, которые это подтверждают ».

Y. Qiu et al., «Маленькие РНК, полученные из человеческого вируса, могут обеспечивать противовирусный иммунитет у млекопитающих», Immunity, 46: 992–1004, 2017.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *