Функциональная роль ДНК-провируса в репликации ретровирусов и его судьба в зараженной клетке (эксперименты на системе клеток мышей)

В экспериментах на системе клеток мышей, у которых как известно, единственный аутосомный ген Fv-1 определяет устойчивость или чувствительность к инфекции вирусами лейкоза мышей, была изучена функциональная роль этого гена в судьбе неинтегрированной вирусной ДНК.

Оказалось, что синтез линейной формы ДНК сходен, в то время как в Fv-1-устойчивых клетках наблюдалось резкое уменьшение количества циркулярной вирусной ДНК [Jolicoeur P., Rassart Е, 1981]. Следовательно, продукт гена Fv-1 не интерферирует с транспортом линейной ДНК в ядро и не вызывает деградации линейной ДНК.

Вероятно, продукт этого гена либо блокирует циркуляризацию линейной ДНК, либо направляет синтез неполноценной линейной ДНК, дефекты которой препятствуют ее циркуляризации.

Пока окончательно не установлено, является ли интеграция необходимым этапом вирусной репликации и может ли свободный провирус служить матрицей для синтеза полноценной вирионной РНК. Описанные единичные случаи таких синтезов указывают на то, что при этом образуется меньше субгеномных src- и env-специфических РНК и они хуже сплайсируются [Tanaka et al., 1982].

Таким образом, эти данные свидетельствуют о принципиальной возможности репликации ретровируса без интеграции ДНК-провируса.

На мутантах ретровирусов (с делециями на 3´-U3— и 5´-U5-концах LTR) продемонстрировано, что структура LTR исключительно важна для интеграции и функционирования пповирусной ДНК. Показано, что проретровирус без LTR неинфекционен, инфекционные свойства наиболее выражены при наличии двух LTR fJu G. et al., 1982].

Установлено также, что для нормального функционирования ДНК-провируса очень существенна его правильная ориентация: он должен быть колинеарен геномной РНК и неинтегрированной линейной молекуле пповирусной ДНК [Souza L. et al., 1980; Ju G. et al., 1982]. Именно только в таком положении сигналы промотора левого LTR могут инициировать синтез полного ДНК-транскрипта.

Геном всех исследованных ретровирусов сарком птиц (ASV) имел следующую последовательность:
ДНКкл-З´5´-gag — pol — env — src-З´5´-ДНКкл.

При этом транскрипция всех видов мРНК ASV (38S РНК, кодирующая синтез продуктов генов gag и pol 28S РНК, направляющая синтез продуктов генов env и src, и 21S РНК — для гена src) происходила с одного промотора, расположенного в левом LTR [Hughes S. Н. et al., 1981].

Аналогичная ситуация наблюдалась и при анализе функционирования ДНК-провирусов других ретровирусов. Например, все провирусы ретровируса миелобластоза интегрируют в геном клетки колинеарно по отношению к линейной вирусной ДНК [Souza L. et al., 1980].

Сила промотора, определяемая эффективностью распознавания специфической последовательности нуклеотидов клеточной РНК-полимеразой, имеет большое значение для активной транскрипции ДНК-провируса. Обычно экзогенные ретровирусы обладают более сильным промотором, чем эндогенные.

Оказалось, что для транскрипции вирусной РНК достаточно функционирования только промотора левого LTR и терминатора правого LTR. Причем, вирусные промотор и терминатор, разделенные 60 — 100 п.н, располагаются в одинаковой последовательности в левом и правом LTR ДНК-провируса [Chen J. Н. et al., 1981; Hughes S. H. et al., 1981]. Почему провирусный геном функционирует главным образом именно в таком режиме, пока не ясно.

Итак, интеграция обусловливает длительное поддержание вирусной инфекции, является процессом, если и не обязательным, то всегда происходящим при репродукции ретровируса, и вызывает стойкие изменения генотипа клетки.


«Онкогены и канцерогенез», А.И.Агеенко

← Назад
Вперед →