Интересные факты о ферментах от компании Habio. Новый фермент помогает клеткам бороться с геномными паразитами

Исследовательская группа Рене Кеттинга из Института молекулярной биологии (IMB) в Майнце (Германия) обнаружила новый фермент под названием PUCH, который играет ключевую роль в предотвращении распространения паразитарной ДНК в человеческом геномах. Эти находки могут также открыть новое понимание того, как живой организм обнаруживает и борется с бактериями и вирусами, чтобы предотвратить инфекции.

Клетки постоянно подвергаются атакам миллионов чужеродных агрессоров, таких как вирусы и бактерии. Чтобы не заболеть, в организме есть иммунная система, которая специализируется на обнаружении и уничтожении патогенов. Однако клетки сталкиваются с угрозами не только со стороны внешних врагов, но и изнутри.

Удивительно, но 45 % генома составляют тысячи "геномных паразитов" - повторяющихся последовательностей ДНК, называемых транспозиционными элементами (ТЭ). ТЭ встречаются во всех организмах, но не имеют специфической функции. Однако они могут быть опасны: ТЭ называют "прыгающими генами", потому что они могут копировать и вставлять себя в новые места в ДНК. Это серьезная проблема, поскольку может привести к мутациям, из-за которых клетки перестают нормально работать или становятся раковыми. Таким образом, почти половина генома находится в постоянной партизанской войне с другой половиной: TЭ стремятся к размножению, а нормальные клетки пытаются не допустить их распространения.

Как же клетки борются с этими внутренними врагами? К счастью, они выработали систему геномной защиты, состоящую из специализированных белков, задача которых - выслеживать ТЭ и не давать им размножаться. В новой работе, опубликованной в журнале Nature, Рене Кеттинг и Себастьян Фальк (Лаборатория Макса Перутца, Вена, Австрия) и их исследовательские группы сообщают об открытии PUCH - совершенно нового, ранее неизвестного типа фермента, который является ключом к этой системе геномной защиты. Они обнаружили, что PUCH играет решающую роль в производстве небольших молекул, называемых piRNAs, которые обнаруживают ТЭ, когда те пытаются "прыгнуть", и активируют систему геномной защиты, чтобы остановить их до того, как они вставят себя в новые места в ДНК.

 Исследователи обнаружили PUCH в клетках круглого червя (C. elegans) - простого беспозвоночного, часто используемого в биологических исследованиях. Однако полученные результаты могут также пролить свет на то, как работает иммунная система. PUCH характеризуется уникальными молекулярными структурами, называемыми складками Шлафена. Ферменты со складками Шлафена также обнаружены у мышей и людей, где они, по-видимому, играют роль во врожденном иммунитете - первой линии защиты организма от вирусов и бактерий. Например, некоторые белки Schlafen препятствуют репликации вирусов в организме человека. С другой стороны, некоторые вирусы (например, вирус оспы обезьян) также могут использовать белки Шлафена для атаки на защитную систему клетки. Рене подозревает, что белки Шлафена могут играть более широкую, консервативную роль в иммунитете у многих видов, включая человека.

 "Белки Шлафена могут представлять собой ранее неизвестную молекулярную связь между иммунными реакциями у млекопитающих и глубоко консервативными механизмами на основе РНК, контролирующими ТЭ, - говорит он. Если это так, то белки Шлафена могут представлять собой общий механизм защиты как от внешних врагов (вирусов и бактерий), так и от внутренних (ТЭ)". Себастьян продолжает: "Можно предположить, что белки Шлафена были перепрофилированы в ферменты, защищающие клетки от инфекционных последовательностей ДНК, таких как ТЭ. Это открытие может оказать глубокое влияние на наше понимание биологии врожденного иммунитета".

Источник: ООО "Хабио Рус" - представительство компании Habio России и СНГ

• Оперативные новости отрасли удобно отслеживать на нашем канале в TELEGRAM
• Добавьте FEEDLOT в избранное в ДЗЕН.НОВОСТИ
• Подписывайтесь на канал FEEDLOT в ЯНДЕКС.ДЗЕН