Клетки человека активируют самоуничтожение при вирусной атаке

Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

Вирусы — настоящие мастера по захвату наших клеток: они отключают защитные механизмы и захватывают клеточные системы для успешного размножения. Например, вирус простого герпеса 1 типа, вызывающий пузырьковые высыпания на коже, и вирусы гриппа целенаправленно блокируют ключевой этап активности генов — завершение производства молекул РНК, известное как терминация транскрипции. Эта блокада приводит к образованию аномально длинных молекул РНК, которые не могут быть преобразованы в белки. Это подавляет противовирусную защиту в клетках и создает оптимальные условия для размножения вирусов.

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что человеческие клетки не беспомощны против этой вирусной диверсии. Они распознают нарушение терминации транскрипции как сигнал тревоги, активируют «программу самоуничтожения» и жертвуют собой — еще до того, как вирус сможет в них размножиться. Это позволяет им пресечь распространение инфекции в зародыше.

Эволюция превратила вирусный саботаж в защиту

Международная исследовательская группа из Филадельфии (США), Чарлстауна (США), Чэнду (Китай) и Ганновера (Германия) обнаружила, что аномально длинные молекулы РНК приобретают особую структуру: они скручиваются в левозакрученные двойные спирали, известные как Z-РНК. Эти необычные формы РНК распознаются клеточным белком ZBP1. И тогда начинается контролируемая гибель клетки.

Особенно примечательно, что Z-РНК образуются в основном в тех участках этих аномально длинных молекул РНК, которые происходят, среди прочего, из остатков предыдущих вирусных инфекций. Эти обычно молчащие области нашего генома транскрибируются в РНК только из-за нарушения терминации транскрипции, вызванного вирусом.

«Наши клетки, таким образом, используют эти генетические остатки древних вирусных инфекций для обнаружения и отражения текущих вирусных атак», — объясняет профессор Ларс Дёлькен, один из четырех соответствующих авторов статьи.

Он возглавляет Институт вирусологии в Медицинской школе Ганновера (MHH) и является назначенным сопредседателем кластера передового опыта RESIST.

Эволюция, таким образом, перевернула ситуацию: то, что когда-то начиналось как вирусное вторжение, теперь служит сигналом тревоги для противовирусной иммунной защиты. Это открытие наглядно демонстрирует, насколько тесно вирус и хозяин переплетались на протяжении миллионов лет — и как наши клетки могут превращать вирусный саботаж в высокоэффективные защитные стратегии.

Новые перспективы для терапии

Открытие имеет далеко идущее значение, выходящее за рамки вирусных инфекций. Известно, что аномально длинные молекулы РНК, возникающие в результате нарушения терминации транскрипции, также участвуют в клеточных стрессовых реакциях и раке. Это открытие может вдохновить на разработку новых терапевтических стратегий.

В будущем лекарства, которые целенаправленно генерируют Z-РНК или изменяют их распознавание, могут использоваться для укрепления иммунной системы, лечения аутоиммунных заболеваний, улучшения вакцин или оптимизации иммунотерапии рака — например, путем стимулирования самоуничтожения опухолевых клеток.

Больше информации: Chaoran Yin et al, Host cell Z-RNAs activate ZBP1 during virus infections, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09705-5

Источник: Hannover Medical School