Механизм интерференции РНК, который работает против вирусов у растений или беспозвоночных, присущ клеткам млекопитающих. Однако его функция, по-видимому, различна для стволовых клеток и клеток организма.
Недавно мы обнаружили, что РНК-интерференция (РНКи) является замечательным механизмом, который влияет на многие процессы в клетке через кусочки странной двухцепочечной РНК. Во многих случаях он также играет важную роль в иммунитете к вирусам и любому инородному генетическому материалу, возможно, даже сдерживая беспокойные внутриклеточные генетические элементы, транспозоны. Мы знаем, что РНК-интерференция играет важную роль в иммунной защите растений или насекомых, но ее роль у млекопитающих все еще довольно загадочна.
Например, в пользу основанного на РНКи иммунитета у млекопитающих существуют вирусы млекопитающих с генами, продукты которых исключают механизм вмешательства РНК. С небольшим преувеличением было бы странно, если бы у других прагматично функционирующих вирусов были гены, в которых они вообще не нуждались бы.
Однако мнения экспертов все же расходятся. Шоу-Вэй Дин из Калифорнийского университета, Риверсайд, возглавлял группу, которая недавно подтвердила существование противовирусного механизма РНК-интерференции у млекопитающих в экспериментах с клетками хомяков и мышами. Ученые заразили их вирусами РНК Nodamura (NoV), которые обычно передаются комарами и являются смертельными для цыплят и мышей.
Этот вирус является одним из тех, которые содержат последовательность для белка В2 в своем геноме, который отключает РНК-интерференцию в зараженной клетке. Оказалось, что когда Дин и соавтор блокировали экспрессию гена белка В2 или просто препятствовали его функционированию, тем самым очень энергично и полностью уничтожали атакующие вирусы. Точно так же он работает с родственными вирусами у плодовых мух и нематод, где вирусный белок также отключает вмешательство РНК, а если нет, вторжение вирусов быстро и печально заканчивается.
За исследованием Динга, появившимся в журнале «Science», сразу же последовал Крис Салливан из Техасского университета в Остине и его сотрудники, которые своими исследованиями, опубликованными в Cell Host & Microbe, показывают, что когда вирусы попадают в клетку млекопитающего, РНК-механизм деактивирует помехи. Сигнальные пути, которые сигнализируют клетке о проникновении вируса, также могут привести к остановке комплексов RISC. Комплексы RISC являются ключевой частью механизма интерференции РНК. Но это не очень соответствует идее о том, что РНКи должны быть мощным оружием млекопитающих против вирусов.
Как это возможно, что две научные команды приходят к очень противоречивым выводам? На самом деле, в современном сложном мире в этом нет ничего особенного. Салливан и соавтор видят возможное объяснение того факта, что они работали с соматическими, то есть клетками тела млекопитающих, в то время как команда Дина экспериментировала со стволовыми клетками. В конце концов, возможно, все правы.
Согласно Салливану, клетки нашего организма получили высокоэффективную противовирусную защиту на основе специализированных белков на протяжении истории эволюции. Похоже, что ни растения, ни беспозвоночные не обладают таким иммунитетом. Таким образом, не исключено, что механизм РНК-интерференции в клетках организма млекопитающих пошел своим путем и интенсивная защита от вирусов перестала быть его центральным приоритетом. Однако стволовые клетки млекопитающих не имеют такой антивирусной защиты, и возможно, что РНК-интерференция все еще функционирует как важная часть защиты от проникающих вирусов.
И что на самом деле делает механизм РНК-интерференции в клетках организма млекопитающих? Согласно Салливану он не только не играет роли антивируса, он может даже быть анти-вирусным. Другими словами, его роль заключается в регулировании сильной специализированной противовирусной защиты клеток нашего организма. Из многих намеков мы знаем, что наш иммунитет иногда слишком силен. Это часто приносит больше вреда, чем пользы, и определенно в интересах млекопитающих как-то регулировать их иммунитет.
Проблема интерференции РНК в клетках млекопитающих также актуальна, по словам Алены Паникуччи Зиковой, руководителя лаборатории функциональной биологии Института паразитологии Биологического центра Академии наук в Ческе-Будеевице. Действительно, может показаться, что, неважно, действует ли РНК-интерференция в клетках млекопитающих как антивирус или анти-вирус. Но, понимая это больше, мы получаем большое преимущество в лечении множества вирусных инфекций, а также в столь важных исследованиях стволовых клеток.