Думаете, солнечный ожог — это просто покраснение кожи? На самом деле всё куда серьёзнее. Когда на нас попадает ультрафиолет, он повреждает молекулы внутри клеток — в том числе ДНК. А значит, появляются риски мутаций: случайных изменений в генетическом коде, которые могут привести к опасным последствиям, вплоть до рака. Чтобы этого не произошло, организм должен среагировать молниеносно: либо отремонтировать повреждённую клетку, либо уничтожить её — буквально за считаные минуты.
Но как клетка понимает, что её ДНК под угрозой? И откуда она вообще знает, что что-то пошло не так?
Ответ оказался неожиданным: первым «бьёт тревогу» не ДНК, а РНК. Как показали исследования, опубликованные в 2024 году , именно повреждённая РНК вызывает сбои в работе рибосом, что и становится первым индикатором бедствия. Этот сбой активирует особый белок — ZAK, который запускает каскад защитных реакций.
Исследования провела команда под руководством молекулярного биолога Анны Констанс Винд из Копенгагенского университета. В опытах на мышах выяснилось: именно ZAK служит «переключателем», определяющим — пытаться ли выжить или активировать программу гибели. И если этот белок отсутствует, клетка реагирует слишком поздно.
Ранее считалось, что повреждения ДНК обнаруживаются специальными белками, которые сканируют цепь и ищут «узлы» — разрывы, мутации, ошибки. Но этот процесс может занимать часы. Как тогда объяснить клеточную реакцию, возникающую за 15–30 минут?
Учёные предложили иную гипотезу: облучение ультрафиолетом повреждает не только ДНК, но и РНК. Когда мутировавшая РНК попадает в рибосомы, синтез белка нарушается: рибосомы «спотыкаются», замирают и сталкиваются. Эти столкновения фиксирует ZAK — сенсорный белок, напрямую связанный с рибосомами. Чем больше таких сбоев, тем сильнее сигнал тревоги.
Чтобы подтвердить гипотезу, команда провела эксперимент: одной группе мышей удалили шерсть и облучили кожу ультрафиолетом. У нормальных особей уже через 6 часов развивалось воспаление — покраснение, отёк, приток иммунных клеток. У животных без белка ZAK реакция запаздывала на 1–2 дня и была слабее. Это подтвердило, что именно ZAK запускает быструю защитную цепь.
Запуск этого каскада называется риботоксическим стресс-ответом (RSR). Он срабатывает не только при УФ-облучении, но и при голодании, отравлении, вирусных инфекциях — везде, где страдает синтез белка. Как объясняет Ниладри Синха, ведущий автор статьи, ZAK отслеживает уровень рибосомных аварий. Когда их слишком много — клетка «решает», что лучше не существовать, чем распространять дефект.
Механизм работает молниеносно потому, что клетка постоянно контактирует с РНК. Как только в процессе синтеза что-то идёт не так — возникает «пробка», и сигнал активируется. Повреждённая молекула не только мешает производству белков, но и отравляет внутреннюю среду. Поэтому даже небольшой сбой вызывает немедленную реакцию — задолго до того , как разрушения станут необратимыми.
Дополнительное преимущество — экономичность: как отмечает молекулярный биолог Лидия Контрерас, РНК легко производить в больших объёмах. Это делает её идеальным бустером для обороны организма: дешёвым, быстрым и масштабируемым.