Исследование, проведенное учеными из Science Tokyo, раскрывает механизм взаимодействия двух белков на ключевом раннем этапе противовирусного обнаружения. Используя криоэлектронную микроскопию и высокоскоростную атомно-силовую микроскопию, они обнаружили, что LGP2 связывается с вирусной РНК и привлекает молекулы MDA5, как будто нанизывая бусины на нить. Это создает каркас, способствующий формированию большого сигнального комплекса, который в конечном итоге запускает врожденный иммунный ответ.
Как врожденный иммунитет распознает вирусную РНК
Врожденная иммунная система действует как первая линия защиты организма от вирусных инфекций. Когда вирусы проникают в клетки, они часто производят двухцепочечную рибонуклеиновую кислоту (дцРНК) в процессе своей репликации. Специализированные иммунные рецепторы, присутствующие в цитоплазме клетки, постоянно ищут дцРНК как признак инфекции. Один из таких рецепторов, ассоциированный с дифференцировкой меланомы белок 5 (MDA5), играет центральную роль, распознавая вирусную дцРНК и образуя вдоль нее нитевидные структуры. Как только собирается достаточное количество молекул MDA5, они запускают сигнальный каскад, который в конечном итоге приводит к выработке противовирусных соединений.
Еще одним важным белком в этом процессе является белок LGP2 (laboration of genetics and physiology 2). LGP2 связывается с вирусной РНК и перемещается вдоль нее посредством энергозависимого процесса, известного как транслокация. Хотя LGP2 не может напрямую передавать противовирусные сигналы самостоятельно, ученым давно известно, что LGP2 и MDA5 сотрудничают для обнаружения вирусных инфекций. Однако точный механизм распознавания вирусной РНК белком LGP2 и его помощи MDA5 до сих пор остается неясным.
Расшифровка партнерства LGP2–MDA5
Для решения этого вопроса исследовательская группа под руководством доцента Казуки Като (претендующего на постоянную должность) из Отдела механистической иммунологии Института комплексных исследований Токийского научного института (Science Tokyo), Япония, совместно с профессором Осаму Нуреки и аспиранткой Ниной Курихарой (на момент исследования) из Департамента биологических наук Высшей школы естественных наук Токийского университета, Япония, изучила детали этого молекулярного взаимодействия. Используя сочетание биохимических экспериментов и передовых методов визуализации, группа исследовала, как LGP2 и MDA5 взаимодействуют с вирусной РНК и друг с другом. Результаты их исследований были опубликованы в журнале Molecular Cell 19 февраля 2026 года.
Исследователи сначала показали, что LGP2 особенно важен, когда молекулы вирусной РНК относительно короткие. Сам по себе MDA5 лучше всего реагирует на длинные двухцепочечные РНК-цепочки. Однако в присутствии LGP2 MDA5 мог эффективно образовывать короткие филаменты даже на более коротких молекулах РНК, активируя нижележащие противовирусные сигналы.
Чтобы понять, как это происходит на молекулярном уровне, команда использовала криоэлектронную микроскопию для исследования структуры белков и высокоскоростную атомно-силовую микроскопию для визуализации их работы. Они обнаружили, что LGP2 сначала связывается с концами молекулы двухцепочечной РНК. Затем он использует энергию АТФ для перемещения вдоль цепи РНК.
По мере продвижения LGP2 функционирует как каркас, привлекая молекулы MDA5, расположенные позади него, и помогая им собираться в стабильные филаментные структуры. Исследователи провели аналогию с нанизыванием бусин на нить: нить представляет собой двухцепочечную РНК, а LGP2 действует как ведущая бусина в группе бусин MDA5.
Последствия для противовирусной защиты и вакцин
Команда исследователей также обнаружила, что LGP2 в конечном итоге способствует образованию небольших кластеров филаментов MDA5. Эти кластеры усиливают активацию митохондриальной противовирусной сигнализации (MAVS), ключевого сигнального белка, который усиливает противовирусные реакции внутри клеток. «Наше исследование проясняет точные механизмы, с помощью которых LGP2 распознает вирусную РНК и взаимодействует с MDA5 для активации иммунных ответов», — говорит Като.
Уточняя механизм взаимодействия LGP2 и MDA5, это исследование дает подробное представление о ключевом раннем этапе противовирусной защиты. Как заключает Като, такие знания могут помочь в будущих усилиях по тонкой настройке иммунного ответа в противовирусной терапии и медицинских технологиях на основе РНК. «Эти результаты углубляют наше понимание распознавания вирусной РНК и, как ожидается, внесут вклад в разработку более безопасных и эффективных мРНК-вакцин».
