С помощью современных технологий секвенирования ДНК относительно легко идентифицировать все гены, кодирующие белки в организме, но часто гораздо сложнее действительно понять клеточную функцию белков. Человеческий ген ZC3H11A, описанный в настоящем исследовании, известен уже около 20 лет, но его функциональное значение неизвестно.
«Мы интересовались этим геном в течение нескольких лет и, наконец, решили использовать редактирование гена (CRISPR-Cas9), чтобы инактивировать ген в линии клеток человека», — объясняет Шейди Юнис, проводивший это исследование в рамках своей докторской диссертации. «Однако инактивация ZC3H11A имела небольшой эффект, показывая, что этот ген не важен для роста этих человеческих клеток».Шейди Юнис обсудил это несколько разочаровывающее открытие во время выездного семинара департамента с одним из своих докторантов, Ваэлем Камелем, который проводил свои докторские исследования по биологии аденовируса. Это привело к предложению попытаться вызвать вирусную инфекцию в клетках, лишенных ZC3H11A. К их удивлению, оказалось, что рост аденовируса в клетках, лишенных ZC3H11A, резко снизился по сравнению с клетками, экспрессирующими этот белок.
Это случайное открытие — отличный пример того, как хорошая научная среда может вдохновить ученых на совместные усилия, которые могут привести к важным научным открытиям.«Теперь мы продемонстрировали, что по крайней мере четыре различных вируса, аденовирус, вирус гриппа, ВИЧ и вирус простого герпеса, которые все реплицируются в ядре клетки-хозяина, зависят от белка ZC3H11A для их эффективного роста», — говорит Ваэль Камель. «Эти вирусы нуждаются в ZC3H11A для транспорта вирусной РНК из ядра в цитоплазму, где белки вируса будут продуцироваться до того, как вирусы смогут покинуть клетку и заразить другие клетки».Группа продемонстрировала, что ZC3H11A является индуцированным стрессом РНК-связывающим белком и поэтому, по-видимому, является частью ранее неизвестного механизма того, как клетки справляются со стрессом.«Наблюдение, что количество белка ZC3H11A увеличивается во время вирусной инфекции, было очень неожиданным открытием, поскольку вирусы обычно подавляют экспрессию белка в клетке-хозяине, чтобы способствовать производству вируса», — объясняет Горан Акусярви, который руководил исследованием вместе с Лейфом Андерссоном из Департамента медицины Биохимия и микробиология. «Наши данные предполагают, что реплицирующиеся в ядре вирусы перехватили клеточный механизм транспорта РНК, активируемого во время стресса, ради собственной выгоды».
Ген ZC3H11A обнаружен у всех позвоночных и экспрессируется практически во всех клетках человека, поэтому нет сомнений в том, что он выполняет важную функцию. Однако тот факт, что он, по-видимому, критичен не для роста клеток, а для репликации множества важных с медицинской точки зрения вирусов, делает его интересным в качестве мишени для разработки новых противовирусных препаратов широкого спектра действия.«Существует острая необходимость в разработке новых противовирусных препаратов, что хорошо видно на примере довольно тяжелого гриппа, перенесенного этой зимой», — говорит Лейф Андерссон. «Основная цель команды теперь состоит в том, чтобы проверить, могут ли они заблокировать использование вирусами функции белка ZC3H11A и будет ли это препятствовать росту вируса у живых животных, а не только в клетках, как они доказали в текущем исследовании. "