Сплячі вірусні послідовності в ДНК імунних клітин допомагають їм запустити синтез антитіл у відповідь на появу в організмі чужорідних молекул.
Антитіла потрібні імунній системі, щоб ловити чужорідні молекули, а разом з ними і їх носіїв, вірусів і бактерій. Дивно було б очікувати, що самі патогени будуть допомагати імунним клітинам виробляти зброю проти них. Але для природи немає нічого неможливого - дослідники з Південно-західного медичного центру Університету Техасу під керівництвом нобелівського лауреата Брюса Бейтлера (Bruce Beutler) з'ясували, як ендогенні ретровіруси допомагають B-клітинам синтезувати антитіла.
Геном ретровірусів представлений РНК, і, коли вірус потрапляє в клітку, він першим ділом за допомогою ферменту зворотної транскриптази синтезує ДНК на РНК-шаблоні. Ця вірусна ДНК вбудовується в клітинний геном, після чого на ній синтезується маса молекул вірусних РНК, які, в свою чергу, служать шаблонами для виробництва вірусних білків. Все закінчується тим, що РНК упаковується у вірусні частинки, які виходять назовні.
Але буває так, що клітина пригнічує синтез вірусних РНК, так що вірус, вбудувавшись в ДНК господаря, втрачає здатність розмножуватися. Його геном стає своєрідним вантажем, який буде переходити від батьківської клітини до дочірньої. І якщо проаналізувати, наприклад, геном ссавців, то можна виявити безліч ретровірусних послідовностей, які в більшості своїй неактивні - після того, як клітини забороняють синтезувати на них РНК, вони ще й багаторазово мутують, так що, врешті-решт, стають абсолютно безпечним і неактивним генетичним сміттям.
Однак B-клітини, як виявилося, змогли отримати свою вигоду зі сміттєвої вірусної ДНК. Вигода пов'язана з так званими антигенами TI-2. Під антигеном розуміють будь-яку молекулу, яка викликає підозру в імунітету і змушує його вжити відповідних заходів. Це може бути чужорідний білок, або ліпополісахаридна оболонка бактеріальної клітини або вірусної частинки. Але різні антигени імунітет «бачить» по-різному. Якщо мова йде про білку, то для вироблення антитіл проти нього необхідна допомога спеціальних клітин Т-хелперів: вони допомагають В-клітинам зрозуміти, що в організмі з'явилися чужі молекули.
Однак антигени TI-сортів, в тому числі і TI-2, які являють собою великі полісахаридні фрагменти з повторюваними ділянками в молекулярній структурі, В-клітини можуть розрізняти самі і, зловивши таку молекулу, починають синтез антитіл без допомоги з боку Т-хелперів. Відомо, що TI-2 взаємодіють у безлічі точок з рецепторами В-клітин, але що відбувається далі, як запускається синтез імуноглобулінів, досі було незрозуміло.
Дослідження Бейтлера і його колег почалися з пошуку мутацій у мишей, чий імунітет не бачив TI-2 антигени. Виявилося, що у таких тварин були зіпсовані сигнальні шляхи, що реагують на чужі РНК і ДНК в цитоплазмі. Але навіщо B-клітинам для синтезу антитіл потрібні РНК і ДНК-сигнали? У статті в Science автори пишуть, що антигени TI-2 включали синтез РНК на всіх ретровірусних послідовностях, що сплять у клітинному геномі. У клітці з'являлося багато вірусної РНК, на якій синтезувалася ДНК. Синтез вірусних нуклеїнових кислот і синтез антитіл були пов'язані безпосередньо. Якщо В-клітинах відключали фермент зворотну транскриптазу (яка робить ДНК на РНК-шаблоні), синтез імуноглобулінів сильно падав. Але і тоді все одно залишався запасний шлях активації: спрацьовував один мітохондріальний антивірусний білок, який відчував саме РНК, і давав сигнал до синтезу антитіл. Тобто навіть без ретровірусної ДНК клітина могла відповісти на антигенний сигнал.
Експерименти ставили на імунній системі мишей, і, якщо результати підтвердяться на людині, це матиме великі наслідки для медицини. Адже, наприклад, антиВІЛ-терапія передбачає придушення зворотної транскриптази вірусу імунодефіциту - але ж тоді відключається і зворотна транскриптаза В-клітин, яка, як бачимо, дуже важлива для реакції на інфекцію. Цілком можливо, що допомога в синтезі антитіл - не єдина функція ендогенних ретровірусів, що сплять в ДНК, і в подальших дослідженнях можуть виявитися інші способи того, як наші клітини і клітини тварин навчилися використовувати колишніх паразитів до своєї вигоди.