Учёные из Техасского университета A&M обнаружили, что избыток рибонуклеиновой кислоты (РНК) в клетке может напрямую повреждать митохондрии – структуры, которые вырабатывают энергию. Этот эффект не зависит от иммунного ответа организма. Открытие, сделанное при изучении поксвирусных инфекций, описывает ранее неизвестный механизм клеточного стресса.
В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи показали, что накопление РНК нарушает работу «энергетических станций» клетки. Обычно клеточные системы утилизации контролируют уровень РНК, но при вирусной инфекции её образуется так много, что механизмы очистки перестают справляться.
Ранее было известно, что двухцепочечная РНК, часто появляющаяся при вирусных инфекциях, способна вызывать сильный иммунный ответ, который сам по себе вреден для клетки. Однако неожиданностью стало то, что схожий разрушительный эффект на митохондрии оказывает и избыток обычной матричной РНК (мРНК), которая постоянно синтезируется в здоровых клетках для производства белков.
Изначально команда предполагала, что повреждение носит опосредованный характер и связано с активацией иммунитета. Но эксперименты с изолированными митохондриями показали, что РНК вредит им напрямую. По гипотезе авторов, отрицательно заряженные молекулы РНК, скапливаясь у митохондрий, нарушают их электрический потенциал, необходимый для синтеза АТФ – главной энергетической «валюты» клетки.
Для самих вирусов это создаёт проблему: размножаясь, они производят много РНК, но рискуют повредить клеточный аппарат, от которого зависит их собственная репликация. По словам исследователей, поксвирусы, к которым относятся возбудители оспы и mpox, научились поддерживать баланс РНК, чтобы клетка-хозяин оставалась функциональной как можно дольше.
Результаты исследования могут быть важны для понимания не только вирусных инфекций. Накопление РНК наблюдается при некоторых видах рака, а также при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона. Учёные не исключают, что повреждение митохондрий из-за избытка РНК может вносить вклад в развитие этих патологий.
Открытие также может помочь в разработке РНК-терапий, включая мРНК-вакцины. Понимание того, как клетки реагируют на большие объёмы РНК, позволит создавать более безопасные и эффективные препараты в будущем. Авторы подчёркивают, что их работа не доказывает вреда от существующих вакцин, а открывает новые пути для совершенствования технологии.
