Вчені розповіли, як посилити противірусний імунітет

Розробляють препарати для профілактики коронавірусної інфекції на основі РНК-інтерференції. Це абсолютно новий підхід, що імітує внутрішньоклітинні процеси боротьби з вірусами у рослин та тварин. РИА Новости розповіли про це директор НДІ вакцин та сироваток імені І. І. Мечникова, член-кореспондент РАН Оксана Світіч та завідувач лабораторії молекулярної вірусології, кандидат біологічних наук Євген Файзулоєв.

Експерименти із забарвленням

На початку 1990-х в американській компанії DNA Plant Technology спробували вивести петунії більш насиченого фіолетового кольору. Вчені вставили в ДНК рослин химерний ген, що посилює синтез природного барвника. Але, попри очікування, більше половини генномодифікованих петуній виросли білими. Отже, необхідний ген не активізувався, а навпаки, заглушався. Чому автори експерименту не розуміли.

Через кілька років Ендрю Файр зі Стенфорда і Крейг Меллів з Массачусетського університету шукали гени, що регулюють ранній розвиток черв'ячка-нематоди Caenorhabditis elegans. Щоб вимкнути певну ділянку ДНК, робили ін'єкції молекул РНК.

У клітинах РНК виконують безліч функцій, але головна - зчитування інформації з ДНК, передача інструкцій із синтезу білків. Такі РНК називають смисловими. Антисмислові РНК, навпаки, заглушають гени. Саме з ними працювали Файр та Меллоу. Вони відкрили та пояснили природний механізм виключення надто активних генів — РНК-інтерференцію. За це 2006 року їх удостоїли Нобелівської премії.

МікроРНК регулюють гени

РНК-інтерференція дозволяє відключити ділянку геному, не редагуючи її. Строго кажучи, організми, одержані в такий спосіб, не вважаються генномодифікованими. Приклад - петунії зоряного забарвлення.

"Тут суть у придушенні експресії гена на стадії транскрипції або трансляції, специфічність якого визначають молекули малих РНК, комплементарні матричним РНК (мРНК)", - пояснюють вчені з НДІ вакцин та сироваток імені І. І. Мечникова.

Щоб синтезувати білок у клітині, інформація про нього переноситься з певної ділянки ДНК на РНК (названу матричною). Це етап транскрипції. Потім РНК потрапляє в рибосому, де з неї зчитуються інструкції та починається синтез білка – трансляція. Якщо порушити транскрипцію чи трансляцію, білок не синтезується. Для цього потрібно заслати в клітину спеціальну РНК, яка перехопить матричну і не дасть нормально працювати.

В організм вводять свого роду коктейль із синтетичних молекул РНК, які є субстратом для утворення коротких інтерферуючих РНК (кіРНК) і разом з білками, насамперед Argonaute2 — білками-аргонавтами, створюють складний молекулярний комплекс. РНК у ньому містять ділянки, комплементарні, тобто відповідні коду матричної РНК. Комплекс пов'язує та нейтралізує її. Білок не синтезується.

"Функції РНК-інтерференції змінювалися разом з еволюцією органічного світу. Так, у рослин, комах та круглих черв'яків вона формує противірусний імунітет. У міру ускладнення геному цей механізм все більше брав участь у регуляції транскрипції та трансляції", - зазначають експерти.