Гибель клеток кожи под ультрафиолетом вызывает стрессовая реакция РНК, а не ДНК

Нам говорили, что нужно избегать прямых солнечных лучей с 12 часов дня до 3 часов дня, искать тень, наносить солнцезащитный крем и надевать шляпу. Тем не менее большинство из нас хотя бы раз испытывали солнечный ожог.

Кожа становится ярко-красной, раздраженной и требует охлаждения.

Возможно, вам также говорили, что солнечный ожог повреждает ДНК. Но это не совсем правда, объясняют ученые, ответственные за новое исследование, проведенное в Копенгагенском университете и Наньянгском технологическом университете Сингапура (NTU Singapore).

Солнечный ожог повреждает ДНК, что приводит к гибели клеток и воспалению. Так говорится в учебниках. Но в этом исследовании мы с удивлением узнали, что острые последствия солнечного ожога возникают в результате повреждения РНК, а не ДНК, — говорит доцент Анна Констанс Винд с кафедры клеточной и молекулярной медицины, которая является одним из исследователей, ответственных за новое исследование.

Исследование опубликовано в журнале Molecular Cell.

РНК похожа на ДНК, но в то время как ДНК живет долго, РНК — более быстротечная молекула. Один из видов РНК, известный как мессенджер РНК (мРНК), функционирует как промежуточный «мессенджер», передающий информацию от ДНК для создания белков — основных строительных блоков клеточных компонентов.

Повреждения ДНК серьезны, так как мутации передаются потомкам клеток, а повреждения РНК происходят постоянно и не вызывают необратимых мутаций. Поэтому мы привыкли считать, что РНК менее важна, пока ДНК цела. Но на самом деле повреждения РНК первыми вызывают реакцию на ультрафиолетовое излучение, — объясняет Анна Констанс Винд.

Новое исследование проводилось как на мышах, так и на клетках кожи человека, и его целью было описать воздействие УФ-излучения на кожу и причины этих повреждений. Исследователи обнаружили, что кожа одинаково реагирует на УФ-излучение как у мышей, так и у человеческих клеток.

Встроенная система наблюдения за повреждениями РНК

Повреждения мРНК вызывают ответную реакцию рибосом (белковых комплексов, которые «считывают» мРНК для синтеза белка), организуемую белком ZAK-альфа — так называемый ответ на риботоксический стресс, — говорится в новом исследовании. Этот ответ можно описать как систему наблюдения внутри клеток, которая регистрирует повреждение РНК, что приводит к воспалительному сигналу и привлечению иммунных клеток, которые затем приводят к воспалению кожи.

Мы обнаружили, что первое, на что реагируют клетки после воздействия УФ-излучения, — это повреждение РНК, и именно это вызывает гибель клеток и воспаление кожи. У мышей, подвергшихся воздействию УФ-излучения, мы обнаружили такие реакции, как воспаление и гибель клеток, но когда мы удалили ген ZAK, эти реакции исчезли, что означает, что ZAK играет ключевую роль в реакции кожи на повреждения, вызванные УФ-излучением, — говорит профессор Саймон Беккер-Йенсен из отделения клеточной и молекулярной медицины, который является одним из других ученых, ответственных за это исследование.

Можно сказать, что все зависит от одного этого ответа, который контролирует все происходящие переводы белков. Клетки реагируют на повреждение РНК, понимая, что что-то не так, и это приводит к гибели клеток.

Более быстрый и эффективный ответ

Результат исследования меняет наше представление о солнечном ожоге и защитных механизмах кожи: повреждение РНК вызывает более быстрый и эффективный ответ, защищая кожу от дальнейших повреждений.

Тот факт, что не ДНК контролирует первоначальную реакцию кожи на ультрафиолетовое излучение, а что-то другое, причем делает это более эффективно и быстро, — это довольно серьезный сдвиг в парадигме, — говорит Анна Констанс Винд.

Необходимо понять функцию повреждения РНК, поскольку в перспективе это может изменить весь подход к профилактике и лечению солнечных ожогов».

Многие воспалительные заболевания кожи усугубляются под воздействием солнца. Таким образом, понимание того, как наша кожа реагирует на клеточном уровне на УФ-повреждения, открывает путь к инновационным методам лечения некоторых хронических кожных заболеваний, — говорит соавтор исследования доктор Франклин Чжун, доцент Наньянской школы медицины при NTU Lee Kong Chian School of Medicine.

Это новое знание переворачивает все с ног на голову.

Я думаю, что большинство людей ассоциируют солнечный ожог с повреждением ДНК; это устоявшееся знание. Но теперь нам нужно переписать учебники, и это повлияет на будущие исследования влияния ультрафиолетового излучения на кожу, — заключает Саймон Беккер-Йенсен.

Ранее ученые заявили, что новая технология позволяет получать информацию о ДНК из РНК.

17.01.2025