Бесцельные белки оказались ключевыми для развития болезни

Исследователи из Университета Питтсбурга и Стэнфордского университета обнаружили, что предположительно неактивный белок играет ключевую роль в способности одного из самых распространённых патогенов вызывать заболевание. Это открытие указывает на возможную роль аналогичных «ошибочных» белков при других болезнях.

Как сообщает команда в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), Toxoplasma gondii — паразитическое простейшее, вызывающее токсоплазмоз, — атакует здоровые клетки, сначала впрыскивая в них псевдокиназы. Это ферменты, утратившие свою первоначальную функцию переноса фосфатных групп. Когда исследователи создали штаммы T. gondii без определённого кластера генов псевдокиназ под названием ROP5, патоген потерял способность вызывать заболевание у мышей. Это значительная потеря вирулентности для организма, способного инфицировать почти любое теплокровное животное.

Эти результаты — одни из первых, указывающих на псевдокиназы как на незаменимых участников патогенеза, заявил старший автор Джон Бойл, профессор кафедры биологических наук Школы искусств и наук Питта. Соавторами работы выступили Джон Бутройд, профессор микробиологии и иммунологии Стэнфордской школы медицины, а также Майкл Риз, Густи Зейнер и Йерун Саейдж.

Проект предполагает, что важность этих «бесцельных» ферментов для T. gondii может распространяться и на псевдокиназы других патогенов, включая близкого родственника паразита — Plasmodium, вызывающего малярию.

«Наша работа показывает, что потеря белком своей первоначальной функции не означает, что он ничего не делает, — сказал Бойл. — T. gondii не может вызывать болезнь без них, и если мы пытаемся понять, как работают патогены, роль этих белков, очевидно, следует учитывать».

Кластер генов ROP5 (rhoptry protein 5), названный так по специализированному органоиду-рoптрии, который его секретирует, принадлежит к более крупному семейству из примерно 40 псевдокиназ, присутствующих в T. gondii. После инъекции ROP5 в клетку-хозяина паразит проникает в неё и формирует вокруг себя защитную мембранную вакуоль, к которой присоединяются ROP5 и другие белки. В то время как другие секретируемые киназы, как известно, помогают деактивировать или нарушать деятельность клетки-хозяина, кластер ROP5, своего рода «главарь» инфекции, по-видимому, играет более доминирующую роль в развитии тяжёлого заболевания у мышей, чем другие факторы вирулентности.

Команда планирует продолжить изучение значения ROP5 для выживания T. gondii внутри хозяина. В статье для PNAS исследователи предполагают, что ROP5 претерпел множественные раунды дупликации генов с последующей мутацией отдельных копий. Таким образом, авторы предполагают, что кластер ROP5 может действовать как генетический «швейцарский нож» — многофункциональный инструмент, позволяющий T. gondii адаптироваться и инфицировать своё знаменитое разнообразие хозяев.