Российские исследователи вместе с зарубежными коллегами обнаружили новые методы, позволяющие регулировать ферменты ACE2 и TMPRSS2, которые позволяют коронавирусу SARS-CoV-2 попадать в клетки. Авторы выяснили, что молекулы микроРНК могут снижать количество ACE2 и TMPRSS2. Работа ученых опубликована в журнале PLOS ONE.

Ферменты ACE2 (ангиотензинпревращающий фермент 2) и TMPRSS2 (трансмембранная сериновая протеаза 2-го типа) представляют собой входные ворота, через которые SARS-CoV-2 попадает в клетку. После успешного проникновения вирус подпитывается питательными веществами клетки, размножается и выходит из нее. После этого новые копии вируса способны поражать другие клетки. Чтобы не дать коронавирусу проникнуть в клетку и начать заражение, ученые сегодня проводят эксперименты, пытаясь воздействовать на ACE2 и TMPRSS2.

Исследователи из факультета биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ, Московского научно-исследовательского онкологического института и Института биоорганической химии РАН проанализировали потенциальные методы воздействия на эти ферменты с помощью молекул микроРНК. В результате ученые смогли выявить микроРНК, экспрессия которых значимо отрицательно коррелировала с экспрессиями генов ACE2 и TMPRSS2. Это означает, что увеличение экспрессии микроРНК влечет уменьшение ACE2/TMPRSS2 и наоборот. Авторы нашли такие взаимодействия, специфичные сразу для нескольких органов.

Исследователи показали, что белок JARID1B может одновременно воздействовать на экспрессию всех необходимых семейств микроРНК. При увеличении экспрессии JARID1B авторы наблюдали уменьшение экспрессии семейств микроРНК, что, в свою очередь, приводило к повышению экспрессии ACE2 и TMPRSS2. Также это влияние действовало и в обратную сторону.

«Воздействие на экспрессию генов с помощью микроРНК — хорошо изученный механизм. Однако большинство работ посвящено изучению "одношаговых" взаимодействий. Например, есть исследования о том, как микроРНК напрямую связывается с целевым геном, а также о связи генов и белков, регулирующих микроРНК эпигенетически, — рассказывает один из авторов работы, сотрудник НИУ ВШЭ Степан Нерсисян. — В нашей работе мы объединили эти два шага. Мы нашли непрямое взаимодействие генов (JARID1B с ACE2 и JARID1B с TMPRSS2), протекающее через прямые взаимодействия с молекулами микроРНК. Это позволило выявить нового игрока: JARID1B. Увеличивая или уменьшая его экспрессию, например посредством лекарств, можно повлиять на экспрессию генов ACE2 / TMPRSS2. Что крайне важно в контексте бушующей пандемии».

Чтобы проверить результат, авторы проанализировали секвенирование РНК одиночных клеток. Ученые выяснили, что в большинстве человеческих клеток (включая клетки эпителия органов дыхательной системы) экспрессия ACE2 и TMPRSS2 невозможна без экспрессии JARID1B. Теперь исследователи будут пытаться найти лекарственные препараты, которые могут целенаправленно влиять на функционирование JARID1B. Затем биоинформатики хотят проверить соединения in vitro и in vivo.