Zelluläre RNA spielt laut Studie eine Schlüsselrolle bei der antiviralen Abwehr

Wissenschaftler haben eine neue Rolle der zelleigenen RNA bei der Abwehr von Angriffen durch RNA-Viren entdeckt. Forscher fanden heraus, dass einige der RNA-Moleküle der Zelle dabei helfen, die antivirale Signalübertragung zu regulieren. Diese Signale sind Teil der komplexen Koordination der Immunantworten gegen die Virusinvasion.

Ein Papier In Wissenschaft berichtet, wie zelluläre RNA ihre infektionskontrollierende Funktion ausübt.

„Da RNA zunehmend sowohl als Medikament als auch als medikamentöses Ziel angesehen wird“, schrieben die Wissenschaftler, „eröffnet dies das Potenzial für RNA-basierte Therapeutika zur Bekämpfung von Infektionen und Autoimmunität.“

Der leitende Forscher ist Ram Savan, Professor für Immunologie an der University of Washington School of Medicine in Seattle. Der leitende Wissenschaftler ist Nandan S. Gokhale, ein Postdoktorand von Helen Hay Whitney und NIH Pathway to Independence in Savans Labor. Mehrere andere Forscher der UW und der Duke University haben zu dieser Arbeit beigetragen.

Savan erklärte, dass einige Proteine ​​im Körper als Wächter fungieren. Wenn sie das Vorhandensein von RNA-Viren erkennen, aktivieren sie Interferone über den mitochondrialen antiviralen Signalweg (MAVS). Das MAVS-Protein befindet sich auf der Außenmembran der Energie produzierenden Kraftwerke einer Zelle, den Mitochondrien.

Nachdem die Wächter einer Zelle virale RNA erkennen, werden MAVS-Proteine ​​zu Plattformen für andere Signalproteine, die an Bord springen. Diese großen, selbstorganisierten Molekülkomplexe werden Signalosomen genannt, Cluster, die Protein-Protein-Interaktionen fördern und Immunsignale aktivieren. Die MAVS-Signalosomen senden Alarmbefehle aus, die Interferone und andere antivirale Faktoren aktivieren. Diese lösen verschiedene Abwehrkräfte gegen Viren aus.

„Während Protein-Protein-Wechselwirkungen und Proteinmodifikationen für die antivirale Signalübertragung durch das MAVS-Signalosom von entscheidender Bedeutung sind“, bemerkte Savan, „unterstreicht unsere Forschung die bedeutende Rolle zellulärer RNA-Moleküle in diesem Prozess. Wir identifizieren spezifische Wirts-RNA und Proteine, die für die wirksame Regulierung erforderlich sind.“ von Interferonen.

Die Forscher wiesen darauf hin, dass diese antivirale Reaktion ein sorgfältiges Gleichgewicht erfordert. Es muss stark genug sein, um Viren zu beseitigen, darf aber nicht außer Kontrolle geraten und unbeabsichtigt Gewebe schädigen oder Autoimmunerkrankungen auslösen.

Frühere Studien haben gezeigt, dass übermäßig eifrige Interferon-induzierende Wege mit Lupus und anderen Autoimmunerkrankungen in Zusammenhang stehen.

Vor dieser Studie wussten die Forscher, dass RNA-Interaktionen die Funktion von Proteinkomplexen auf verschiedene Weise verändern können – indem sie als Führer, Begleiter oder Gerüste dienen.

Allerdings war noch nicht geklärt, wie RNA die Bildung und Funktion von Immunsignalen beeinflusst. Die Wissenschaftler der UW und Duke, die diese Woche ihre Ergebnisse veröffentlichten, hatten das Ziel, die Auswirkungen auf mitochondriale antivirale Signalproteine ​​zu untersuchen, wenn zelluläre RNA an sie bindet.

Ihre Experimente legten nahe, dass zelluläre RNA zur Aktivierung des MAVS-Signalosoms beitragen könnte, nachdem die Sentinel-Proteine ​​der Zelle mitteilen, dass sie das Vorhandensein viraler RNA gespürt haben.

Sie zeigten auch, dass MAVS direkt an die Wirts-RNA band und stellten fest, dass MAVS über eine gestörte Region des MAVS-Proteins direkt mit zellulärer RNA interagierte. Diese Wechselwirkungen können die Wirts-RNA-Modulation von Faktoren verstärken, die zur Maximierung der antiviralen Reaktion erforderlich sind.

Die Wissenschaftler identifizierten die Proteine, die mit MAVS in Gegenwart oder Abwesenheit einer Enzymbehandlung interagierten, die die RNA abbaute. Anschließend wählten sie die Proteine ​​aus, die in Gegenwart von RNA mehr oder weniger Wechselwirkungen mit MAVS hatten. Anschließend führten sie Tests durch, um herauszufinden, welche dieser Proteine ​​zur Induktion von Interferon beitrugen und zur Einschränkung der Virusreplikation erforderlich waren.

Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass ihre Experimente eine Rolle der zellulären RNA bei der Förderung der Funktion des MAVS-Signalosoms und damit der antiviralen Signalübertragung bestätigten. Die Ergebnisse liefern neue Informationen darüber, wie die MAVS-Signalübertragung gesteuert wird, und legen die Möglichkeit weiterer Fälle nahe, in denen RNA andere Proteinkomplexe der Immunsignalisierung reguliert.