Клетки используют двойную стратегию для точной настройки воспалительных генов

Воспаление должно быстро бороться с патогенами, но при этом не выходить из-под контроля. Исследователи из Немецкого центра исследования рака (DKFZ) расшифровали, как организм справляется с этой задачей. Их работа показывает, что клетки используют две разные стратегии для точного контроля воспалительных генов и, следовательно, для регулирования воспалительного ответа.

Различия в экспрессии генов и доступности хроматина, вызванные TNF. Автор: Nature Cell Biology (2025). DOI: 10.1038/s41556-025-01819-2

Исследование опубликовано в журнале Nature Cell Biology.

Как регулируется воспаление в организме

Воспаление играет центральную роль в защите от патогенов, восстановлении тканей и заживлении ран. В воспалительном ответе участвует большое количество генов. Они обеспечивают высвобождение цитокинов, активацию иммунных клеток и повышение проницаемости кровеносных сосудов.

Активация этих генов, которая в значительной степени контролируется фактором некроза опухоли (TNF), является постоянным балансированием для клетки: если она слишком слаба, организм не может эффективно бороться с инфекциями. Если активация слишком сильная или длится слишком долго, возникает риск хронического воспаления, повреждения тканей, аутоиммунных заболеваний или рака. Поэтому клеткам крайне важно регулировать воспалительные гены точно в нужное время и в нужной степени.

Две стратегии контроля генов

Исследователи из Немецкого центра исследования рака (DKFZ) и Гейдельбергского университета показали, что клетки используют для этого две разные стратегии, которые также комбинируют. Используя человеческие сосудистые клетки, команда смогла проследить, как около 1500 различных TNF-индуцированных воспалительных генов включаются контролируемым образом после воспалительного стимула.

Часть этих генов регулируется через непрочные, недолговечные контакты в геноме. Своего рода образование петли ДНК временно сближает в пространстве целевой ген, который нужно активировать, и удаленные регуляторные сегменты ДНК. Эти контакты нестабильны и быстро разрушаются. Они обеспечивают точную и гибкую настройку отдельных генов, особенно тех, которые активируются позже или только в некоторых клетках.

Кроме того, гейдельбергская команда выявила в клеточном ядре центры управления. В этих областях многие регуляторные белки, известные как факторы транскрипции, стыкуются близко друг к другу на ДНК. Воспалительные гены часто расположены кластерами и активируются вместе. Такие центры управления позволяют осуществлять быструю, сильную и скоординированную активацию генов — идеально для быстрого воспалительного ответа, когда организму нужно реагировать немедленно.

Значение для болезней и терапии

«Воспаление не включается и выключается как тумблер, а представляет собой тонко модулируемый процесс, — говорит руководитель исследования Карстен Риппе из DKFZ. — Благодаря взаимодействию обоих механизмов клетка может точно инициировать, усиливать, а позже ослаблять воспалительные реакции. Центры переключения обеспечивают быстрый первоначальный ответ, в то время как непрочные контакты обеспечивают целенаправленную точную настройку по мере развития процесса».

Результаты представляют важную основу для лучшего понимания неправильно направленных воспалительных процессов — например, при хронических воспалительных заболеваниях или раке — и, возможно, для разработки более целенаправленных терапевтических подходов в долгосрочной перспективе.

Источник: German Cancer Research Center

ИИ: Это фундаментальное исследование проливает свет на удивительно сложные механизмы, которые наши клетки используют для поддержания баланса. Понимание этих «двух скоростей» генной регуляции — быстрого группового запуска и точечной настройки — открывает новые горизонты не только для лечения хронических воспалений, но и, возможно, для управления иммунным ответом при терапии рака. В 2026 году такие работы — ключ к созданию лекарств следующего поколения, которые будут «умно» вмешиваться в клеточные процессы, а не просто подавлять их.