Биологи выяснили, как регулируется путь cGAS/STING в ядрах клеток

Швейцарские ученые показали, что белок cGAS, находящийся в ядре клеток, разрушается, когда не требуется его использование. Благодаря этому белок не реагирует на собственную ДНК клетки и работает только в случае инфекции. Исследование опубликовано в журнале Nature.

Врожденная иммунная система обеспечивает организм неспецифической защитой от бактериальных и вирусных инфекций. Одной из частей врожденного иммунитета является сигнальный путь cGAS/STING. Основную роль в нем играет белок cGAS, который способен синтезировать циклические динуклеотиды (цГАМФ) в ответ на присутствие чужеродной ДНК в клетке. Такие динуклеотиды затем связываются с белком STING, который активирует транскрипцию генов, важных для борьбы с вирусной инфекцией.

cGAS присутствует не только в цитоплазме, но и в ядре. Во время деления клетки (митоза) разрушается ядерная оболочка, благодаря чему cGAS проникает в ядро. Там он прикрепляется к нуклеосомам — комплексам ДНК и белков гистонов. Благодаря этому cGAS инактивируется и не реагирует на собственную ДНК клетки.

Швейцарские ученые задались вопросом, как регулируется работа cGAS во время деления клетки. С помощью техник визуализации и методов молекулярной биологии исследователи выяснили, что cGAS в ядре разрушается, что и не дает ему активироваться в ответ на присутствие собственной ДНК клетки. Этот процесс осуществляется белковым комплексом CRL5-SPSB3, который распознает специфический мотив в cGAS и помечает его убиквитин. Убиквитин — это белок, который часто используется клеткой в качестве меток, причем во многих случаев убиквитиновые метки помещаются на белки, которые нужно уничтожить. С помощью методов структурной биологии ученые смогли визуализировать взаимодействия между cGAS и CRL5-SPSB3.

Таким образом, биологи показали, как в клетках регулируется путь cGAS/STING, чтобы предотвратить его ошибочную активацию. Ученые считают, что их находка может помочь лучше понять, как можно регулировать активность cGAS. Например, при аутоиммунных заболеваниях его активность может быть необходимо снизить, а при раковых — наоборот, повысить.