: 25.08.2026
Избыток молекул РНК может привести к краху энергетической системы клетки
В отличие от ДНК – стабильного «архива» наследственной информации, количество молекул РНК (копий, снятых с ДНК) в клетке постоянно меняется в зависимости от интенсивности работы собственных генов или вмешательства внешних факторов, таких как вирусные инфекции. Как недавно выяснилось, избыток РНК несет в себе серьезную угрозу для жизнеспособности клетки
Молекулы РНК – это разнообразный класс нуклеиновых кислот, выполняющих множество функций. Матричная РНК (мРНК) служит «инструкцией» для синтеза белков, транспортные РНК доставляют к месту синтеза белка «строительный материал», регуляторные микроРНК изменяют интенсивность работы генов, а двухцепочечная РНК (дцРНК) обычно образуется при вирусных инфекциях, сигнализируя иммунной системе об угрозе. Долгое время считалось, что клетка строго контролирует баланс РНК и уничтожает ее излишки только при необходимости регулировать синтез белков, уничтожать дефектные молекулы или запускать иммунный ответ. Но так ли это на самом деле?
Как известно, вирусы, размножаясь в зараженных клетках, производят огромное количество собственного генетического материала. Такая сверхактивность патогена могла бы быстро перегрузить и погубить клетку-хозяина, вместе с которой должен погибнуть и сам агрессор. Чтобы не уничтожить «кормильца» раньше времени, многие вирусы научились искусственно поддерживать баланс нуклеиновых кислот в клетке.
Ученые из Техасского университета A&M и Университета штата Канзас (США) изучили этот механизм на примере семейства поксвирусов, включающего вирусы натуральной оспы и оспы обезьян. Известно, что эти патогены умеют управлять балансом РНК с помощью собственных молекулярных инструментов.
Так, в геноме вируса натуральной оспы зашифрованы два фермента, которые в координации с ферментом РНК-экзонуклеазой клетки-хозяина ускоряют расщепление избыточных мРНК и дцРНК во время инфекции. Считалось, что это помогает вирусу маскироваться от врожденного иммунитета хозяина.
Сначала исследователи предположили, что эти деструктивные процессы вызывают стандартные иммунные реакции, которые запускаются в ответ на присутствие в клетке чужеродной РНК. Но оказалось, что они начинались еще до активизации механизмов врожденного иммунитета. А в эксперименте с изолированными митохондриями – клеточными «электростанциями», ученые увидели, как эти органеллы повреждались при простом добавлении к ним вирусной РНК.
Эксперименты на клеточных культурах и изолированных митохондриях показали, что критический избыток мРНК или дцРНК снижает мембранный потенциал митохондрий. И это лишает клетку молекул АТФ – главного источника энергии, необходимого для ее нормального функционирования. Таким образом, деградация РНК критически важна для сохранения функций митохондрий при инфекции поксвирусами, и уничтожение излишков РНК жизненно необходимо самому вирусу.
В этом случае сама РНК выступает деструктивным фактором. По мнению исследователей, молекулы РНК, имеющая сильный отрицательный заряд, скапливаются вокруг митохондрий и нарушают их электрический баланс, хотя точный молекулярный механизм этого процесса еще предстоит установить.
Результаты этой работы выходят за рамки вирусологии. Известно, что аномальное накопление РНК происходит и при других патологиях, включая некоторые виды рака, нейродегенеративные и возрастзависимые заболевания. Можно предположить, что повреждение митохондрий избытком нуклеиновых кислот служит одним из механизмов развития этих состояний.
Кроме того, это открытие важно для инновационных терапевтических подходов, таких как РНК-терапия и мРНК-вакцины, при которых в клетки вводятся большие дозы терапевтической РНК. Речь идет об оптимизации дозировки подобных препаратов, благодаря которой можно минимизировать нагрузку на митохондрии и сделать лечение более эффективным и безопасным.
Фото: https://www.flickr.com
Публикации по теме:
Вирус натуральной оспы: зло во благо
: 25.08.2026 
