ВИЧ можно победить с помощью механизма репликации ДНК
Исследователи из Университета Джонса Хопкинса (США) раскрыли механизм, с помощью которого некоторые иммунные клетки могут сопротивляться заражению ВИЧ. В этом, как оказалось, задействован один из главных молекулярных процессов клетки — репликация ДНК.
Если не вдаваться в подробности, то с репликацией ДНК всё довольно просто: двойная спираль разделяется на две отдельные нити, и специальный молекулярный агрегат синтезирует на каждой из них дочернюю комплементарную цепь.
Синтез идёт, естественно, из нуклеотидов: дАТФ (дезоксиАТФ), дТТФ, дГТФ и дЦТФ. Однако в клетке есть ещё один нуклеотид — дУТФ, который в состав ДНК не входит, но при этом очень похож на дТТФ. И фермент, что синтезирует ДНК, бывает, ошибается и встраивает дУТФ вместо дТТФ. Для устранения таких ошибок у аппарата репликации есть специальный белок hUNG2, который вырезает фрагменты, содержащие неправильный нуклеотид. Образовавшиеся дыры потом латаются ремонтными белками. Однако некоторые иммунные клетки лишены фермента hUNG2. Такие клетки не делятся и, следовательно, не размножают свою ДНК, а потому им нет дела до неправильного нуклеотида, даже если его в клетке очень много.
Если же в клетке достаточно этого проверяющего белка, а концентрация дУТФ при этом довольно высока, то клетка может успешно отразить атаку вируса. Вирус СПИДа после заражения клетки копирует сам себя, после чего вставляет свой геном в ДНК клетки. Если ДНК вируса будет обогащена неправильным нуклеотидом, белок hUNG2 просто её вырежет. Чтобы подтвердить это предположение, исследователи протестировали на устойчивость к ВИЧ иммунные клетки при разных количествах неправильного нуклеотида и редактирующего фермента.
Если дУТФ было много, а hUNG2 — мало, вирус успешно встраивался в ДНК клетки. Точно так же обстояли дела, если дУТФ было мало; в этом случае ДНК вируса несла мало сомнительных нуклеотидов и пробелы в ней легко ремонтировались репарирующими белками. Если же дУТФ имелось много и активность фермента была высока, вирусный фрагмент в клеточном геноме так сильно редактировался, что ни о каком восстановлении, латании брешей не шло и речи.
Всё это даёт повод подумать над новой разновидностью лекарств от вируса, которые могут быть созданы с учётом новых данных. Часто вирус остаётся в организме в спящем виде, затаиваясь в клетках, которые не делятся. Когда курс терапии заканчивается, вирус снова даёт о себе знать. И тут весьма пригодилась бы способность клетки определять ненормальные нуклеотиды в ДНК. Правда, для этого нужно придумать, как целенаправленно повышать уровень неправильных нуклеотидов в заражённых клетках.
Статья с результатами исследования будет опубликована в PNAS.