Насекомые и растения обладают важным древним защитным механизмом, который помогает им бороться с вирусами. Это закодировано в их ДНК. Ученые давно предполагали, что у позвоночных, в том числе у человека, тоже есть такой же механизм. Но исследователи из KU Leuven (Университет Лёвена), Бельгия, обнаружили, что позвоночные утратили этот особый актив в ходе своей эволюции.
Возможности, закодированные в нашей ДНК, выражаются через РНК. И наоборот, РНК-интерференция (РНКи) также может подавлять экспрессию определенного гена. Насекомые и растения используют этот механизм РНК-интерференции, помимо прочего, для защиты от вирусов. С небольшой помощью насекомые и растения могут даже стать устойчивыми к определенным заболеваниям с помощью этого механизма РНК-интерференции. Примеры включают так называемые генетически модифицированные культуры.
Тогда кажется логичным предположить, что люди могут быть защищены от конкретных болезней аналогичным образом. Однако прошлые эксперименты в этом отношении оказались сложной задачей. Исследователи из отдела физиологии животных и нейробиологии в KU Leuven теперь показали, почему это так.
KU Исследователь из Лёвена Нильс Винант изучал белки Argonaute, которые играют важную роль в процессе РНК-интерференции. «На первом этапе мы сравнили ДНК более 40 живых организмов из различных важных групп животных. Такая разнообразная группа была изучена впервые. Нам не потребовалось много времени, чтобы найти белки Argonaute в этих организмах. Мы также обнаружили существование трех различных типов аргонавтов, каждый из которых выполняет определенную биологическую роль», - объясняет Уайнант.
Два из этих трех типов особенно важны для нашего исследования: AGO1 и AGO2. Семейство AGO1 играет роль в регуляции экспрессии собственных генов. Эти белки помогают определить, какие характеристики, закодированные в ДНК, действительно экспрессируются.. Семейство AGO2 обеспечивает защиту от вирусов. Однако мы не обнаружили эти белки AGO2 у позвоночных».
Исследователи также вернулись в прошлое, изучив ДНК губок и книдарий, двух древних видов животных. В геноме этих животных они обнаружили белки AGO2. Учитывая, что позвоночные и люди произошли от этих организмов, их общий предок также должен был иметь тип AGO2. «Мы подозреваем, что белки AGO2 утратили свое значение, когда у позвоночных начала развиваться вторичная иммунная система, в которой антитела, интерфероны и Т-клетки, а не белки Argonaute, борются с вирусами».
На втором этапе исследователи изучили скорость, с которой белки Argonaute развивались с течением времени.«Аргонавты, борющиеся с вирусами, должны иметь возможность развиваться очень быстро, потому что вирусы тоже постоянно адаптируются». говорит Нильс Винант. «У беспозвоночных мы заметили, что белки AGO2 действительно развивались намного быстрее, чем их аналоги AGO1. Мы не видели этой быстро развивающейся группы у позвоночных».
Эти результаты впервые объясняют, почему РНК-интерференция более эффективна для борьбы с болезнями у насекомых, чем у людей.