Znajdź zawartość

Systemy przeciwwłamaniowe istnieją nie tylko w bankach czy muzeach, ale także w komórkach naszego organizmu. Specjaliści z Europejskiego Laboratorium Biologii Molekularnej (European Molecular Biology Laboratory, EMBL) w Grenoble odkryli, jak pewne białko wszczyna alarm, gdy wykryje inwazję wirusów RNA. Do wykrywania czynników zakaźnych komórki wykorzystują receptory rozpoznające wzorce (PRR, od ang. pattern recognition receptor). Po związaniu się z czynnikiem o odpowiedniej sygnaturze molekularnej zmieniają one kształt, rozpoczynając reakcję łańcuchową powiadamiającą okoliczne komórki o inwazji. Dotąd nie było wiadomo, w jaki sposób wyczuwanie i sygnalizacja są ze sobą związane, ale akademicy z EMBL opisali mechanizm strukturalny, za pośrednictwem którego jeden z tego typu receptorów - RIG-I - przetwarza zmianę kształtu w sygnał. Dla biologów strukturalnych pytanie, jak ligand wiążący się z receptorem wywołuje sygnał, jest klasyką. My byliśmy szczególnie zainteresowani opisaniem tego zjawiska w przypadku RIG-I, ponieważ obiera on na cel praktycznie wszystkie wirusy RNA, włączając w to wirus grypy, odry oraz zapalenia wątroby typu C - wyjaśnia Stephen Cusack, szef zespołu. RIG-I rozpoznaje materiał genetyczny wirusa (RNA) i pobudza komórkę do produkcji interferonu. Jest on wydzielany, a następnie wychwytywany przez okoliczne komórki, w wyniku czego są w nich aktywowane setki genów, które mają doprowadzić do zwalczenia infekcji. By ustalić, jak RIG-I wyczuwa wyłącznie RNA wirusa, a nie własne RNA komórki, naukowcy posłużyli się krystalografią rentgenowską. Określili trójwymiarową budowę atomową białka w obecności i pod nieobecność wirusowego RNA. Jak to obrazowo stwierdzili, gdy nie ma wirusowego RNA, RIG-I śpi z otwartym jednym okiem. Część receptora, która wyczuwa wirusy, jest wyeksponowana, a domeny odpowiedzialne za sygnalizację pozostają schowane. W obecności wirusa RIG-I zmienia konformację przestrzenną. Domeny sygnalizacyjne stają się dostępne, by doprowadzić do produkcji interferonu. RIG-I jest aktywowany w odpowiedzi na wirusowe RNA, ale podobny mechanizm jest prawdopodobnie wykorzystywany przez inne receptory układu odpornościowego, bez względu na to, czy są bakterio-, czy wirusospecyficzne - podsumowuje doktorantka Eva Kowalinski.

Ludzkie DNA nie tylko jest w niewielkim ułamku odmienne od genomu innych zwierząt na naszej planecie. Ludzki genom zawiera w sobie mnóstwo zapożyczeń, jakie nagromadziły się przez miliony lat ewolucji, w tym mnóstwo, bo aż 8% DNA pochodzącego od retrowirusów (retrowirusem jest na przykład HIV). Do tej pory jednak sądzono, że inne rodziny wirusów nie zostawiły nam tego rodzaju „prezentów". Najnowsze badania pokazały, że zawieramy w sobie również materiał genetyczny wirusów RNA, i to tak groźnych, jak Ebola. Zespół badawczy, w skład którego weszli naukowcy z Institute for Cancer Research at Fox Chase Cancer (Anna Marie Skalka) oraz Institute for Advanced Study in Princeton (Vladimir A. Belyi, Arnold J. Levine) przeprowadzili zaawansowane badania porównawcze, które zmusiły świat naukowy do weryfikacji obecnego stanu wiedzy. Porównali oni niemal 7 tysięcy wirusowych genów ze wszystkich znanych rodzin wirusów (poza retrowirusami) z genomami w postaci pojedynczych nici RNA do genomów 48 gatunków kręgowców, w tym genomu ludzkiego. W ten sposób odkryli oni 80 różnych wirusowych sekwencji genetycznych, występujących integralnie u 19 różnych gatunków kręgowców, w tym człowieka. Niemal wszystkie wirusowe sekwencje pochodziły od dawnych protoplastów bornawirusów oraz wirusów Marburga/Ebola, powodujących śmiertelne gorączki krwotoczne i choroby neurologiczne. Odkrycie było zaskoczeniem; pokazało, że ludzki materiał genetyczny ma szersze pochodzenie niż dotąd sądzono. Jak wyjaśniają autorzy badań, znalezione fragmenty pochodzą od wirusów RNA, które nie posiadają i nie korzystają w ogóle z DNA. Nie jest przy tym znany żaden mechanizm, przy pomocy którego mogłyby wstrzykiwać swój materiał genetyczny do genomu nosiciela. Co więcej, niektóre nawet nie przenikają do jądra komórkowego podczas replikacji swojego RNA. Sposób, w jaki te sekwencje genetyczne przetrwały tyle czasu - niektóre nawet 40 milionów lat - sugeruje, że dawały one nosicielowi jakieś korzyści w procesie ewolucji. Być może dawały ochronę przed zakażeniami, byłby to zatem - zdaniem autorów - rodzaj naturalnej szczepionki. Studium sugeruje, że integracja tych fragmentów przebiegała dzięki mediacji tzw. elementów LINE (rodzaju retrotranspozonów non-LTR). Odnotowano również ekspresję niektórych z tych wirusowych fragmentów w ludzkich tkankach. Może to oznaczać, że są one aktywne i wciąż pełnią jakąś rolę. Dowiedzenie istnienia ich funkcji w organizmie wymagać będzie jednak dalszych badań.