17 Июня 2021
МОСКВА, 17 июня —, Татьяна Пичугина. В России разрабатывают ментолы для профилактики коронавирусной инфекции на основе РНК-интерференции. Это совершенно новый подход, имитирующий внутриклеточные процессы борьбы с вирусами у растений и животных. рассказали об этом руководитель НИИ вакцин и сывороток имени И. И. Мечникова, член-корреспондент РАН Оксана Свитич и заведующий лабораторией молекулярной вирусологии, кандидат биологических наук Евгений Файзулоев.В начале 1990-х в американской компании DNA Plant Technology попытались вывести петунии более яркого фиолетового цвета. Ученые отправили в ДНК растений химерный ген, усиливающий синтез природного сенсибилизатора. Но, вопреки ожиданиям, более половины генномодифицированных петуний выросли белыми. Значит, нужный ген не активизировался, а наоборот, заглушался. Почему — авторы эксперимента не понимали.
Спустя несколько лет Эндрю Файр из Стэнфорда и Крэйг Мэллоу из Массачусетского университета искали гены, регулирующие раннее развитие червячка-нематоды Caenorhabditis elegans. Чтобы удалить определенный участок ДНК, сооружали инъекции молекул РНК.
В клетках РНК выполняют множество функций, но главная — считывание подробная информации с ДНК, передача директив по синтезу белков. Такие РНК называют смысловыми. Антисмысловые РНК, наоборот, глушат гены. Именно с ними работали Файр и Мэллоу. Они открыли и объяснили природный механизм выключения слишком активных генов — РНК-интерференцию. За это в 2006 году их пожаловали Нобелевской премии.
РНК-интерференция позволяет выключить участок генома, не редактируя его. Строго говоря, организмы, полученные таким вариантом, не считаются генномодифицированными. Пример — петунии звездной окраски.
Тут суть в подавлении ясности гена на стадии транскрипции или трансляции, специфичность которого относят молекулы малых РНК, взаимодополняющие матричным РНК (мРНК), — объясняют ученые из НИИ вакцин и сывороток имени И. И. Мечникова.
Чтобы синтезировать белок в клетке, информация о нем переносится с определенного участка ДНК на РНК (называемую матричной). Это этап транскрипции. Затем РНК попадает в рибосому, где с нее считываются директивы и начинается синтез белка — трансляция. Если нарушить транскрипцию или трансляцию, белок не синтезируется. Для этого необходимого заслать в клетку специальную РНК, которая перехватит матричную и не даст ей нормально ладить.
В организм вводят своего рода коктейль из синтетических молекул РНК, которые служат субстратом для образования коротких интерферирующих РНК (киРНК) и вместе с овечками, прежде всего Argonaute2 — белками-аргонавтами, создают сложный моляльный комплекс. РНК в нем содержат участки, комплементарные, то есть соответствующие коду матричной РНК. Комплекс связывает и нейтрализует ее. Белок не синтезируется.
Функции РНК-интерференции изменялись вместе с эволюцией органического мира. Так, у растений, насекомых и круглых червей она формирует противовирусный иммунитет. По мере усложнения генома этот механизм все больше участвовал в регулировки транскрипции и трансляции, — отмечают эксперты.
В организме РНК-интерференцию придают два вида молекул — микроРНК и пиРНК. Установлена связь между сбоем в работе микроРНК и наследственными заболеваниями, раком, болезнями сердца и импульсивной системы. По данным английской базы miRBase, у человечища обнаружили 1917 генов микроРНК, а у мышей — 1234. ПиРНК защищают геном от мобильных генетических элементов.
В РНК-интерференции сразу увидели большой потенциал практического задействования. Медицина получила инструмент для лечения редких наследственных болезней, вызванных мутацией одного-двух генов.
В 2001-м ученые Института биофизической химии Общества Макса Планка (Германия) показали, что наиболее эффективны двухцепочечные РНК размером в 21 основание. Их легко синтезировать и модифицировать, что открывало широкие возможности для создания лекарств.
В 2018-м в США одобрили первый препарат на основе РНК-интерференции — патисиран для терапевтики транстиретинового амилоидоза. Это родовое заболевание, при котором в клетках накапливается белок транстиретин, что ведет к смерти в детском возрасте. Если же вовремя вводить внутримышечно раствор измененных киРНК, развитие болезни существенно замедляется. На подходе лекарство от острой печеночной порфирии, действующее по тому же принципу.
Насекомых и круглых червей РНК-интерференция защищает от вирусов. Человека — нет, но наука способна это исправить.
Один из способов — выключать гены вируса, чтобы он не реплицировался внутри клетки. По этому крюка пошли в Институте иммунологии ФМБА России, где разрабатывают ментол МИР-19. Однако вирусный геном быстро мутирует.
Другой способ — тушить гены в клетке, зараженной вирусом, — применили в НИИ вакцин и сывороток имени Мечникова. В этом случае можно не заботиться об эволюции конкретного штамма.
Вирусы — это облигатные внутриклеточные паразиты. Они нуждаются в клеточных факторах и сигнальных путях для обеспечения ряда репродукции. С помощью киРНК можно эти процессы заблокировать, — уточняют ученые.
Считается, что SARS-CoV и SARS-CoV-2 легко пробивают защиту клетки за счет белков, подавляющих интерференцию РНК. В частности нуклеопротеинов N и 7а. Их гены и выбрали в качестве целей для киРНК. Здесь мы рассчитываем на двойной эффект — снижение в зараженных клетках результатов этих генов и уменьшение фактора подавления РНК-интерференции, — используют собеседники. Другая возможная мишень — гены мембранных белков, облегчающих вирусу распространение внутрь клетки, — ACE-2 и нейропилин 1.
В НИИВС пока экспериментируют с клеточными линиями, зараженными различными вирусами. Результаты обнадеживают, а учитывая резвость, с которой сейчас познают и вводят в оборот новые лекарства, есть шанс на появление в недалеком будущем спрея от коронавируса. Достаточно обработать им носоглотку перед выходом из дома — и инфекция бессильна.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....