Проверено Эмили Хендерсон, бакалавр наук 13 августа 2020 г.

Вирусы размножаются, вводя свою ДНК в клетку-хозяин. Попав во внутриклеточную жидкость, этот инородный материал запускает защитный механизм, известный как путь cGAS-STING. Белок циклической GMP-AMP-синтазы (cGAS), который также находится внутри жидкости, связывается с вторгающейся ДНК, чтобы создать новую молекулу. Это, в свою очередь, связывается с другим белком, называемым стимулятором генов интерферона (STING), который вызывает воспалительный иммунный ответ.

Иногда материал, содержащийся внутри жидкости и контактирующий с белком cGAS, поступает не от вируса, а от самой клетки, например, после того, как ядро ​​случайно разорвалось. Когда это происходит, путь cGAS-STING не активируется. Ученые из EPFL продемонстрировали, как клетки могут по-разному реагировать на свою собственную ДНК и на генетический материал патогена – и избегать атаки не той цели. Их открытие, опубликованное в статье в журнале Science проливает новый свет на сложные процессы, задействованные в воспалительной реакции организма

.

Команда, возглавляемая профессором Андреа Аблассер и работающая с коллегами из лабораторий профессора Бита Фирца и профессора Селмана Сакара, открыла новое понимание ключевой роли небольшого белка, известного как фактор барьера для автоинтеграции ( BAF). Они показали, что, связываясь с безвредной ДНК, BAF не дает белку cGAS делать то же самое, тем самым останавливая путь cGAS-STING на его пути.

BAF укрепляет ядро ​​клетки, соединяя ядерную оболочку (или мембрану) с ДНК внутри. Эксперименты показали, что когда этот белок удаляется из выращенных в лаборатории клеток, ядро ​​разрывается. Это нарушение высвобождает генетический материал во внутриклеточную жидкость, где он вступает в контакт с белком cGAS и запускает путь cGAS-STING – точно так же, как если бы это была чужеродная ДНК.

Есть разные способы вызвать разрыв ядра, например, путем приложения механического давления. Но, по словам Батиста Гея, одного из ведущих авторов статьи, только один из этих методов – удаление белка BAF – вызывает иммунный ответ.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что BAF играет ключевую роль в предотвращении атаки клетки на ее собственную ДНК ».

Батист Гей, один из ведущих авторов статьи

Роль белка как ингибитора жизненно важна: хотя путь cGAS-STING помогает организму бороться с инфекциями, его также необходимо контролировать. «Ядра иногда разрываются, но клетки способны восстанавливать повреждения», – говорит Марилена Вишневски, другой ведущий автор статьи. «Если cGAS будет связываться с ДНК каждый раз, когда это произойдет, последствия будут более серьезными»

Опасности сверхактивного пути cGAS-STING можно увидеть в синдроме Айкарди-Гутьера: редком и обычно фатальном генетическом заболевании, которое вызывает чрезмерную воспалительную реакцию, как если бы клетки организма постоянно подвергались атаке вторгающихся патогенов.

Также считается, что BAF играет роль в некоторых типах опухолей. Согласно Вишневски, высокая концентрация белка в раковых клетках может быть связана с худшим прогнозом. «Возможно, БАФ делает опухоли более устойчивыми», – объясняет она. «Предотвращая активацию пути cGAS-STING, он может позволить раковым клеткам уклоняться от иммунной системы организма»

Белок содержится в разных количествах в разных типах клеток. Команда планирует глубже изучить эти вариации, пытаясь понять, как разные типы тканей реагируют на инфекции и воспаление.