Чтобы выжить в кровотоке человека, африканский трипаносомный паразит покрывает себя защитным слоем, состоящим из белков, называемых вариантами поверхностных гликопротеинов (VSG). В исследовании, опубликованном в журнале Nature Microbiology, был идентифицирован ключевой белок, позволяющий паразиту точно контролировать этот защитный «покров».
Исследователи обнаружили, что недавно идентифицированный белок ESB2 играет решающую роль в этом процессе. Он действует как «молекулярный измельчитель», позволяя паразиту оставаться незамеченным, разрезая отдельные части его генетических инструкций в процессе их производства.
Понимание этого высокоточного механизма дает ученым новые сведения о слабых местах в жизненном цикле паразита. В конечном итоге это может привести к улучшению методов лечения сонной болезни, заболевания, которое по-прежнему оказывает значительное влияние на страны Африки к югу от Сахары.
Сонная болезнь передается через укус мухи цеце. Без лечения паразит может проникнуть в центральную нервную систему, вызывая серьезные симптомы, такие как нарушение сна, спутанность сознания и кома.
«Молекулярный измельчитель» редактирует генетические инструкции в режиме реального времени.
Доктор Джоана Фариа, ведущий автор исследования и руководитель исследовательской группы в Йоркском университете, объяснила: «Мы обнаружили, что секрет невидимости паразита заключается не только в том, что он печатает, но и в том, что он решает скрыть. Разместив «молекулярный измельчитель» непосредственно внутри своей «фабрики белков», паразит может редактировать свой генетический код в режиме реального времени».
«Это говорит о фундаментальном изменении нашего понимания инфекции: выживание многих организмов может зависеть не столько от того, как они передают генетические инструкции, сколько от того, как они уничтожают их в источнике».
Разгадка 40-летней тайны экспрессии генов
Это открытие помогает объяснить давнюю загадку в биологии паразита, которая десятилетиями ставила ученых в тупик. Генетические инструкции, создающие защитную «оболочку» паразита, также включают несколько «вспомогательных генов», которые обеспечивают выживание и уклонение от иммунного ответа. Исходя из этой схемы, ученые ожидали, что паразит будет производить примерно одинаковое количество каждого из этих белков.
Вместо этого паразит производит большое количество белков-маскировок, вырабатывая при этом лишь небольшое количество вспомогательных белков. Новые данные показывают, что этот дисбаланс не случаен.
Идентифицировав ген ESB2, исследовательская группа показала, что паразит регулирует свою генетическую активность, разрушая определенные инструкции, а не просто контролируя количество производимого генома.
Точный контроль внутри тела экспрессионного участка
Ген ESB2 расположен в центре производства белка паразита, известном как тело экспрессионного сайта. В процессе обработки генетических инструкций ESB2 действует как «молекулярное лезвие», немедленно отсекая вспомогательные генные участки, оставляя при этом нетронутыми инструкции, связанные с маскировкой.
Такое редактирование в режиме реального времени гарантирует, что паразит производит именно то, что ему необходимо, чтобы остаться незамеченным иммунной системой хозяина.
Прорыв от исследовательской группы Йоркского университета.
Это открытие представляет собой первое крупное достижение новой лаборатории доктора Фариа в Йоркском университете и способствует укреплению растущей репутации города как центра исследований в области биологических наук.
Проект финансировался за счет стипендии сэра Генри Дейла — партнерства между фондом Wellcome Trust и Королевским обществом — и объединил исследователей из Великобритании, Португалии, Нидерландов, Германии, Сингапура и Бразилии.
Лианн Лансинк, первый автор исследования, сказала: «Когда мы впервые увидели локализованный в микроскопе молекулярный измельчитель, мы поняли, что нашли нечто особенное».
Доктор Фариа добавил: «Это открытие стало для меня настоящим завершением цикла. Загадка того, как этот паразит управляет асимметричным выражением своего генетического кода, долгое время оставалась неразгаданной еще со времен моей работы в качестве постдока. Наконец-то разгадать ее сейчас, получив первый крупный результат работы моей собственной лаборатории здесь, в Йорке, невероятно приятно. Это свидетельствует о том, чего может достичь молодая лаборатория и разносторонняя группа ученых, когда они смотрят на старую проблему под совершенно новым углом».
Источник: www.sciencedaily.com
