19:00 
Исследователи из Федерального университета Сан-Паулу (UNIFESP) в Бразилии обнаружили, что SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, использует сложную тактику для обхода защитной системы человеческого организма. В дополнение к своей способности уклоняться от иммунной системы перед проникновением в клетку-хозяина, что характерно для других вирусов, SARS-CoV-2 действует на втором фронте, манипулируя генетическим материалом клетки-хозяина способом, никогда ранее не наблюдавшимся у других патогенов.
Исследование, опубликованное в журнале Nucleic Acids Research Molecular Medicine и поддержанное FAPESP через тематический проект и постдокторскую стипендию, описывает, как вирус беспрецедентным образом взаимодействует с РНК инфицированных клеток легких.
SARS-CoV-2 не бездельничает. Он взаимодействует с клеткой-хозяином чрезвычайно сложным и прямым образом, манипулируя ее генетическим материалом, как ни один другой патоген. Мы обнаружили, что посредством очень сложного механизма спаривания РНК вируса взаимодействует с различными типами РНК в инфицированной клетке, нарушая функционирование клеточного механизма и блокируя выработку интерферона, одной из основных противовирусных защитных механизмов».
Марсело Брионес, координатор Центра медицинской биоинформатики Медицинской школы Сан-Паулу (EPM-UNIFESP) и координатор исследование
По словам Брионеса, хотя это фундаментальное биологическое исследование, это открытие может повлиять на наше понимание болезни и разработку вакцин и методов лечения в будущем. «Это меняет наше понимание вируса и РНК-вирусов и открывает путь к новым стратегиям профилактики и лечения. Мы показали, что SARS-CoV-2 защищает себя посредством метилирования, то есть модификации своей РНК метильной группой. Теоретически это может позволить разработать противовирусные препараты, которые ингибируют ферменты, ответственные за эту модификацию РНК», — объясняет Брионес агентству FAPESP.
Ослабленный иммунный ответ
SARS-CoV-2 — это РНК-вирус, то есть у него нет генома ДНК и он обладает высокой способностью к мутациям. «Это не означает, что это более простые вирусы; совсем наоборот. Наше исследование показало, что РНК взаимодействуют как с вторгающимися молекулами вируса, так и с молекулами, которые чрезвычайно важны для иммунного ответа, что чрезвычайно интересно с фундаментальной биологической точки зрения", - говорит он.
В своей работе Кристина Питер и Кайо Сирино определили, что SARS-CoV-2 подвергает свою РНК воздействию клеточной среды, как только она проникает в клетки, способствуя связыванию с определенным типом РНК - длинными некодирующими РНК. (днРНК) – чтобы обойти первоначальный иммунный ответ клеток человека. Вирус быстро устанавливает связи с днРНК, такими как UCA1, GAS5 и NORAD, после проникновения в клетку. Эти днРНК являются важными регуляторами передачи сигналов интерферона, который является ключевым компонентом врожденной противовирусной защиты.
Во время этого процесса происходит химическая модификация, которую ученые называют N?-метиладенозином (m?A). Этот процесс дестабилизирует структуры РНК и препятствует классическому спариванию аминокислотных оснований аденина (А) и урацила (U). «Наша основная гипотеза состоит в том, что метилирование дестабилизирует структуры двухцепочечной РНК, способствуя образованию пар типа Хугстина, которые менее стабильны и могут мешать взаимодействиям между РНК и, следовательно, передаче сигналов интерферона, что ухудшает иммунный ответ», - объясняет Брионес.
Он добавляет, что это структурное изменение сокращает время связывания днРНК с их основными мишенями, такими как микроРНК (миРНК), тем самым ослабляя их регуляторную функцию. «В исследовании мы определили днРНК UCA1 как центрального игрока, демонстрирующего сложную картину снижения экспрессии и повышенного метилирования. Он напрямую взаимодействует как с вирусным геномом, так и с компонентами интерферонового пути", - объясняет исследователь.
В исследовании использовалась технология секвенирования Oxford Nanopore, которая позволяет проводить прямой анализ в реальном времени длинных фрагментов РНК или ДНК. Эта технология работает путем мониторинга изменений электрического тока, когда нуклеиновые кислоты — молекулы, составляющие генетический материал, — проходят через нанопоры белка. Полученный сигнал декодируется для определения конкретной последовательности РНК.
Этот результат можно сразу же сравнить с базой данных генетического секвенирования, чтобы определить различные фрагменты информации, например вид, которому соответствует изучаемый материал. Используя методы машинного обучения, исследователи измерили общее увеличение метилирования в клетках. В работе принимали участие математики Фернандо Антонели и Нилмар Моретти.
Брионс говорит, что следующим шагом будет экспериментальная проверка данных компьютерного анализа. подтверждают наблюдаемые нами механизмы", - заключает исследователь.
