В клетках человека ДНК встречается только в ядре клетки как носитель генетической информации. Чтобы защитить его, специализированные белки регулярно сканируют отдельные нити на предмет дефектов и восстанавливают их. Одним из примеров этого является белок Rad50, датчик ДНК, который связывается с ДНК и обнаруживает дефектные участки.
Коллектив ученых во главе с проф. Юрген Руланд из TUM вместе с коллегами из LMU обнаружили еще одну важную задачу, выполняемую Rad50.
Обычно в цитоплазме, окружающей ядро клетки, нет ДНК. Однако, если и обнаруживается, то это часто чужеродная ДНК вируса, например, заразившая клетку.
Как и люди, некоторые типы вирусов используют ДНК для передачи своей генетической информации. Таким образом, врожденная иммунная система разработала механизмы сигнализации, позволяющие быстро и эффективно обнаруживать чужеродную ДНК в цитоплазме и активировать иммунную систему, производя вещества-мессенджеры.
Однако остается в значительной степени неясным, как этот процесс активации происходит в цитоплазме. В своем исследовании ведущий автор д-р. Сюзанна Рот и ее коллеги показали, что ДНК-датчик Rad50 из ядра клетки также является важным пусковым механизмом для противовирусной защиты. «Даже для нас очень удивительно, что Rad50, который специализируется на ДНК в ядре клетки, также обнаруживает чужеродную вирусную ДНК и действует как связующее звено для соответствующего иммунного ответа», — говорит профессор.
Юрген Руланд, объясняя важность результатов.
Один белок — две функции
В своих экспериментах участвующие ученые заразили иммунные клетки вирусом, который внес свою ДНК в цитоплазму. Они смогли показать, что Rad50 связывается с вирусной ДНК в цитоплазме, хотя обычно он стыкуется с поврежденной ДНК в ядре клетки. Решающим фактором было то, что Rad50 одновременно взаимодействовал со специфическим сигнальным белком (CARD9) иммунной системы, образуя комплекс. Исследователям удалось впервые продемонстрировать эту связь в клетках.
Образование комплекса активировало путь сигнальной трансдукции в клетке, который завершился выработкой вещества-мессенджера интерлейкина 1?. Этот жизненно важный «глобальный игрок» иммунной системы отвечает за возникновение лихорадки как защитный механизм от патогенов, но также играет роль в аутоиммунных заболеваниях, таких как ревматоидный артрит.
Чтобы подтвердить свои результаты, исследователи затем использовали клетки, не содержащие Rad50 или CARD9, и снова ввели ДНК в свою цитоплазму. Оба типа клеток затем продуцируют гораздо меньше интерлейкина 1?, так как комплекс Rad50-CARD9 не мог быть сформирован для активации системы охранной сигнализации.
"Слишком много или слишком мало ИЛ-1? может привести к нарушению иммунного ответа или хроническому заболеванию, поэтому его производство должно строго регулироваться организмом », — объясняет Юрген Руланд. "Теперь, когда мы знаем, что Rad50 и CARD9 являются важными триггерами для системы сигнализации и IL-1? производства, мы можем лучше понять многие иммунные реакции и разработать стратегии терапевтического воздействия на них."