Forskere afklarer, hvordan celler forsvarer sig mod vira

Forskere ved Francis Crick Institute har brugt banebrydende billedbehandlingsteknikker til at få ny indsigt i, hvordan celler opdager og forsvarer sig mod vira. Undersøgelsen, offentliggjort i Nature, afslører et detaljeret molekylært kort over, hvordan proteinkomplekset, kendt som cGAS-STING-vejen, samles og aktiveres for at udløse et immunrespons. Dette arbejde giver en bedre forståelse af cellulære forsvarsmekanismer og potentielle mål for antivirale terapier.

Virus er intracellulære parasitter, der er afhængige af værtsceller for at replikere og overleve. For at bekæmpe virusinfektioner har celler udviklet forskellige forsvarsmekanismer, herunder cGAS-STING-vejen. Denne vej spiller en afgørende rolle i at registrere DNA frigivet fra invaderende vira og aktivere immunsystemet for at fjerne infektionen.

cGAS-STING-vejen initieres, når proteinet cGAS binder til dobbeltstrenget DNA (dsDNA). Efter DNA-binding gennemgår cGAS en konformationsændring og syntetiserer et signalmolekyle kaldet cyklisk GMP-AMP (cGAMP). cGAMP binder sig derefter til og aktiverer STING-proteinet, hvilket fører til produktionen af ​​immunmolekyler, der hjælper med at eliminere virussen.

Ved hjælp af højopløselige billeddannelsesteknikker var forskerne i stand til at visualisere samlingen og aktiveringen af ​​cGAS-STING-vejen med hidtil usete detaljer. De observerede, hvordan cGAS ændrer sin struktur ved dsDNA-binding og danner filamenter, der strækker sig og forbinder med andre cGAS-molekyler. Disse filamenter interagerer derefter med STING og udløser dens aktivering.

Undersøgelsen afslørede også de molekylære mekanismer, hvorved cGAS-STING-vejen reguleres. De fandt ud af, at et protein kaldet USP18 kan fjerne cGAMP-molekylet fra STING, effektivt slukke for banen og forhindre overdreven inflammation. Denne negative regulering sikrer et afbalanceret immunrespons på virusinfektioner.

At forstå de molekylære detaljer i cGAS-STING-vejen er afgørende for udvikling af nye antivirale terapier. Ved at målrette mod specifikke trin i denne vej, kan forskerne muligvis forbedre immunsystemets evne til at opdage og eliminere vira, hvilket fører til mere effektive behandlinger for virusinfektioner.