Позбутися вірусної інфекції клітина може за допомогою альтернативного сміттєзбирального механізму.
Відчувши в собі вірус, клітина може дати знати про нього сусідам та імунній системі. Імунітет заражену клітку винищить разом із заразою всередині неї; та й у самій клітці включаються програми самознищення. Але може бути й інакше - клітина просто з'їдає вірус в ході так званої аутофагії.
Про аутофагію ми детально розповідали у зв'язку з Нобелівською премією, яку дали за неї. Аутофагія - це в буквальному сенсі самопоїдання: клітина знищує великі молекулярні комплекси і органели, що стали непотрібними або вийшли з ладу, а матеріали, з якого вони зроблені, використовує повторно. У двох словах все відбувається так: у клітці утворюється мембранний міхур, в якому укладено клітинне сміття, і потім з цією бульбашкою зливається інший, що містить ферменти, які сміття перетравлюють. Але власними молекулами та органелами справа не обмежується: механізм аутофагії можна спрямувати проти бактерій і вірусів.
Про те, що аутофагія працює проти вірусної інфекції, було відомо давно, проте не було ясно, чи відрізняється поїдання вірусів від поїдання звичайного сміття. В цілому процес, очевидно, той же, але деталі можуть відрізнятися, відповідно, можуть відрізнятися гени, які потрібні в тому або в іншому випадку.
Співробітники Південно-західного медичного центру Техаського університету в Далласі показали, що у противірусної аутофагії дійсно є свої особливості. Дослідники експериментували з людськими клітинами, у яких по черзі вимикали гени, спостерігаючи, як вони поведуться з вірусами. В результаті вдалося знайти 216 генів, які мали відношення до противірусної аутофагії. Серед цих двохсот шістнадцяти найбільшу увагу привернув ген SNX5, який кодує білок під назвою сортуючий нексин 5.
Всі сортуючі нексини плавають в цитоплазмі і взаємодіють з іншими білками, які сидять у внутрішніх клітинних мембранах. Сортуючий нексин 5 працює з білками, які сидять у мембранах ендосом. Так називають мембранні бульбашки, в які клітина захопила якийсь матеріал із зовнішнього середовища. Віруси зазвичай так у клітку і потрапляють: вони сідають на зовнішню мембрану, яка починає впячуватися всередину клітини і утворює бульбашку-ендосому.
SNX5 потрібен, щоб вірус не вибрався з такої бульбашки в клітку. Дослідники експериментували з вірусом простого герпесу першого типу, вірусом Сіндбіс і деякими іншими: якщо у клітини не було нексину, противірусна аутофагія не спрацьовувала і віруси вільно розмножувалися. При цьому аутофагія, спрямована проти бактерій, і аутофагія для прибирання сміття працювали як зазвичай, тобто сортуючий нексин 5 був потрібен саме для того, щоб за допомогою аутофагії знищувати віруси. Експерименти показали, що ген SNX5 і його білок допомагають аутофагічно позбавлятися від різних вірусів, від вірусу грипу до вірусу поліомієліту. Ті ж результати виходили і з тваринами: якщо ген SNX5 у них відключали, віруси заражали їх набагато легше.
Як саме сортуючий нексин 5 направляє аутофагію проти вірусів, ще належить з'ясувати. Якщо ми зможемо дізнатися всі молекулярні особливості цього механізму, то, можливо, знайдемо спосіб керувати ним за допомогою якихось ліків. Нинішні противірусні засоби створюють проти конкретних вірусів. Але якщо навчитися керувати клітинною аутофагією, то у нас в руках з'явиться універсальний противірусний засіб.
Результати досліджень опубліковані в Nature.