Мухи режут вирус

Специализированные защитные органы, миллиарды предназначенных исключительно для обороны клеток, сложнейшие регуляторные каскады и даже главное «оружие» иммунной системы всех позвоночных – антитела – нередко оказываются бессильными, когда речь заходит о вирусах.

Насекомые же, несмотря на небольшие размеры и отсутствие сложных иммунных приспособлений, научились справляться с вирусной инфекцией индивидуально. Не так давно учёные выяснили, что каждая клетка их организма препятствует размножению вируса сама по себе – с помощью механизма РНК-интерференции. И, как считалось, у жучков и мушек не может быть какого-то единого ответа на вирусную диверсию вроде посылки по всему организму армий уборщиков, вычищающих вирусные частицы, или полчищ клеток-убийц, натренированных убивать всё, к чему вирус прикоснулся.

Рауль Андино из Университета Калифорнии в Сан-Франциско и его коллеги обнаружили, что это не совсем так.

Централизованная – как говорят биологи, системная – реакция на вирус у насекомых всё-таки присутствует. А роль иммунокомпетентных клеток на себя берут первые жертвы инфекции.

Правда, сравнивать это подобие иммунной реакции с противовирусным ответом у позвоночных всё равно не представляется возможным. У нас в основе специфичных (направленных против конкретного вируса) реакций лежит выработка антител, способных прочно и адресно связываться с вирионом. Чтобы антитела начали вырабатываться, нужно, чтобы с вирусом в той или иной форме прореагировали В-лимфоциты, которые затем превращаются в плазматические клетки и начинают секретировать антитела. Если же несколько антител «связали» вирус, то он становится заметным для «систем разрушения».

Но особенность такой защиты в том, что наш организм не в состоянии распознать и уничтожить вирус внутри клеток, и приходится ждать, когда же он выползет наружу, а ведь к этому моменту это будет не один, а сотни и тысячи вирионов.

Насекомые научились справляться с вирусами гораздо эффективнее. Мухи не могут уничтожить вирионы или помешать им проникнуть в клетки и даже встроиться в геном. Зато каждая их клетка способна остановить размножение вируса: на определённом этапе развития, своём для каждого типа вируса, в ядре появляются вирусные матричные РНК, по которым рибосомам клетки полагается синтезировать белки паразита. Эти РНК насекомые и научились резать на короткие цепочки – так называемые интерферирующие РНК, которые уже могут путешествовать по всей клетке и мешать образованию именно вирусных белков.

Неприятность заключается в чрезмерной индивидуальности подобной защитной реакции. К тому же до сих пор непонятно, как ферментные системы, режущие РНК на лоскуты, отличают вирусные мРНК от своих.

И почему за миллионы лет эволюции насекомые не научились передавать «информацию о заражении» от одной клетки к другой?

Оказывается, научились. Андино и его соавторы, работа которых принята к публикации в Nature, показали «системный вариант» защитной реакции с использованием РНК-интерференции.

Пару лет назад учёные уже смогли пронаблюдать, как клетки дрозофилы поглощают двухцепочечные РНК извне и даже используют «чужаков» для регулировки синтеза своих белков. Андино предположил, что то же самое может происходить и при заражении вирусом:

первые «жертвы» вируса погибают, но при их гибели вместе с новыми вирионами выбрасывается большое количество двухцепочечных РНК.

Их поглощают соседние клетки, которым теперь уже не нужно тратить время на распознавание вирусной РНК. И теперь, если в них проникнет вирус, он не сможет синтезировать белки для сбора своей оболочки.

Свою изящную гипотезу энтомологи проверили на вирусах Sindbis и Drosophila C. Мухи, генетически лишенные возможности поглощать двухцепочечные РНК, в том числе и вирусные, гибли гораздо чаще. Как и предполагалось, их гибель сопровождалась значительным возрастанием концентрации вирионов.

При этом «системная» реакция, судя по всему, играет ключевую роль в оповещении организма дрозофилы об угрозе: «дефектные» подопечные Андино ко второй неделе гибли в полном составе. Осталось только дождаться, когда полученные результаты удастся «привить» млекопитающим, пока использующим феномен РНК-интерференции только для тонкой настройки своего внутриклеточного аппарата.