Специфический вирусный инициатор синтеза ДНК
В отношении паповавирусов предлагается четкая молекулярная модель неопластического превращения клеток, в которой центральная роль принадлежит Т-антигенам — продуктам онкогенов этой группы вирусов.
Однозначно определены две основные функции их онкогенов: осуществление интеграции вирусного и клеточного геномов и активация синтеза ДНК как вируса, так и клетки.
С помощью различных мутантов удалось установить, что Т-антиген SV40 поддерживает трансформированный фенотип клеток путем постоянной инициации синтеза клеточной ДНК. Координированный контроль трансформации и синтеза клеточной ДНК температурой культивации клеток наблюдали в системе различных клеток ts-A-SV40 — трансформированных [Robinson С, Lehman J, 1982].
Получены данные, позволяющие предполагать, что Т-антиген SV40 «узнает» Alu-последовательности так же, как и исходную ДНК SV40, в результате чего инициируется репликация клеточной ДНК [Ariga Н, 1984].
Обнаружение ДНК-связывающей, АТФазной и протеинкиназной активности у Т-антигенов паповавирусов позволяет считать, что эти белки могут участвовать в регуляции репликации клеточной ДНК путем как прямого ферментативного взаимодействия с ней, так и ковалентной модификации клеточных белков, регулирующих репликацию.
Первым примером такого молекулярного взаимодействия между вирусным и клеточным компонентами, связанными с трансформацией, является комплекс Т-антигена SV40 с р53, синтез которого значительно увеличивается в трансформированных клетках.
Следует отметить, что современная концепция неопластического превращения клеток постулирует, что сигналом к трансформации служит не непосредственное появление Т-антигена паповавирусов, полностью ответственного за нее, а, более вероятно, количественные вариации в синтезе, посттрансляционной модификации, локализации или активации определенных клеточных компонентов (например, р53), ответственных за регуляцию размножения клеток. Различные канцерогены, в том числе онкобелки опухолеродных вирусов, могут оказывать трансформирующее действие различными способами, часто заменяя и дополняя друг друга.
Предложена общая гипотетическая схема регуляции синтеза вирусной и клеточной ДНК, согласно которой трансформация зависит от инициации синтеза вирусной ДНК большим Т-антигеном паповавирусов [Hiscott J. В, Defendi V, 1981]. Т-Антиген действует на репликатор5 вирусной ДНК, который, как отмечалось, по структуре или близок, или идентичен репликатору клеточной ДНК. Поэтому Т-антиген может активировать репликацию клеточной и вирусной ДНК одновременно.
По-видимому, Т-антиген инциирует репликацию ДНК независимо от регуляторных клеточных механизмов в участке, обычно не реплицирующемся в нетрансформированных клетках. Получены данные, свидетельствующие о том, что трансформированные клетки SV40 содержат больше участков репликации ДНК, чем нетрансформированные клетки [Tenen D. G. et al., 1977].
По мнению авторов, это происходит вследствие того, что в трансформированных клетках наряду с нормальными инициаторными точками (N-sites) возникают новые, активированные Т-антигеном (T-sites). Причем электронно-микроскопически было показано, что размер репликона в трансформированных клетках в 2 раза меньше, чем в нормальных.
Функционирование всех точек инициации в трансформированных клетках происходит независимо. Синтез ДНК при истощении среды культивирования активируется лишь Т-антигеном, т. е., по-видимому, Т-антиген является универсальным инициатором синтеза как вирусной, так и клеточной ДНК.
Функция белка-инициатора, согласно одной из моделей репликации ДНК, заключается в первичном специфическом связывании клеточных белков, в частности «подвижного» промотора с точкой начала репликации ДНК. Затем, функционируя в определенной последовательности, клеточные ферменты (РНК-полимераза и др.), участвующие в репликации ДНК, осуществляют этот процесс.
Т-Антиген способствует и интеграции вирусной ДНК в геном клетки. Проявление функции гена А вирусного генома определяется тем, в какие участки генома клетки встраивается вирусная ДНК. Предполагают, что полная трансформация клеток наступает в том случае, когда вирусный геном интегрируется в участки клеточного генома, активные в G1-периоде клеточного цикла.
В таких клетках ген А максимально активен, и Т-антиген, синтез которого зависит от фаз клеточного цикла (увеличение синтеза начинается в G1, нарастает в S- и достигает максимума в G2-фазе), находится в наибольшем количестве. Следовательно, модель объясняет механизм нарушения синтеза ДНК в трансформированных клетках и особенно экспрессии вирусного генома в разные периоды клеточного цикла.
5 Репликитор — точка на ДНК, с которой начинается инициация репликации.
«Онкогены и канцерогенез», А.И.Агеенко
