Пути распространения генетической ретровирусной информации

Методом сравнительного олигонуклеотидного фингерпритирования эндогенных вирусов птиц с различными экзогенными вирусами были обнаружены участки в геномах, где нуклеотидные последовательности высококонсервативны — участки гена pol, а также участки гена env, обеспечивающие субгрупповую специфичность (N- и С-концевые части gp85 и N-концевая область gp37). Менее консервативные участки выявлены в гене gag [Coffin J. М. et al., 1983].

Однако, несмотря на общие черты, эндогенные вирусы отличаются от экзогенных по ряду признаков. Это подтверждается наличием уникальных олигонуклеотидов, общих для всех эндогенных вирусов в участке гена env, который кодирует субгрупповую специфичность, и в участке U3. По-видимому, последовательности в участке U3 обусловливают низкий уровень продукции эндогенных вирусов.

Кроме этого, важно подчеркнуть три биологические особенности эндогенных вирусов, которые отличают их от экзогенных:

  1. геном эндогенных провирусов является частью генома нормальных клеток организма;
  2. эти вирусы в очень редких случаях инфекционны для родительских клеток;
  3. как правило, они также непатогенны для природных хозяев.

Таким образом, в природе существует два пути распространения генетической ретровирусной информации:

  1. горизонтальный — для экзогенных ретровирусов, размножающихся в соматических клетках (если же они передаются от родителей потомкам, то только в виде вирусных частиц);
  2. вертикальный — для эндогенных ретровирусов, гены которых присутствуют в составе ДНК нормальных клеток организмов, т. е. их передача осуществляется генетически. Пока для эндогенных провирусов не показано перемещений внутри генома.

Однако не все эндогенные вирусы имеют структуру полноценного провируса, например, из 28 эндогенных провирусов кур только четыре генетически полноценны и могут обеспечивать продукцию вирионов RAV-0 [Гудков А. В. и др., 1984]. При этом ни один из локусов эндогенных провирусов не является обязательным генетическим элементом ДНК клеток птиц. Обычно эти локусы встречаются в геномах кур с различной частотой и в разных сочетаниях.

Экспрессия большинства локусов эндогенных провирусов, содержащих различные генетические дефекты, обусловливает продукцию либо неинфекционных вирусных частиц, либо отдельных вирусных антигенов.

Аналогичные данные были получены и при исследовании экотропных и ксенотропных эндогенных вирусов мышей. Кроме того, в неселекционированных популяциях животных были обнаружены особи, свободные от эндогенных вирусов. Все эти факты указывают на то, что в естественных условиях, вероятно, происходит постоянная утрата генетических элементов эндогенных провирусов, которая иногда может приводить к их полному исчезновению.

В то же время филогенетические исследования показали, что в большинстве случаев эндогенные провирусы представляют собой сравнительно молодые гены, которые, по-видимому, возникли вследствие интеграции в ДНК терминальных клеток предков современных позвоночных провирусной ДНК экзогенных ретровирусов [Benveniste R. Е. et al., 1977].

Считают, например, что эндогенный вирус кошек RD114 возник в результате межвидовой инфекции эндогенным вирусом павианов 5 — 10 млн. лет назад. Установлено, что у мышей высоколейкозной линии AKR новая интеграция происходит в среднем за 30 генераций [Jaenisch R, 1983]. Вместе с тем получены факты, позволяющие предполагать, что эндогенные вирусы могут возникать и один из другого, а не из экзогенных штаммов, например ALV [Coffin J. М. et al., 1983].

Из приведенных данных следует, что, вероятно, не все типы эндогенных вирусов необходимы для организма и их утрата обусловлена генетическим механизмом. До сих пор не определены биологические функции эндогенных провирусов, необходимые либо для жизнедеятельности нормальных клеток, либо для их дифференцировки и т. д, т. е. нормальные функции этих генетических элементов.

Остается невыясненным и механизм стабильного закрепления генетической информации эндогенных провирусов. Как отмечалось выше, экзогенные ретровирусы вызывают разнообразные генетические изменения в инфицированных ими клетках, в том числе и опухолевую трансформацию. Естественно, большой интерес будет представлять анализ участия сходных с ними эндогенных провирусов в неопластическом превращении нормальных клеток.

Другие не менее важные вопросы (происхождение, стабильность и эволюция генов эндогенных вирусов, клеточный контроль активности и распространения их генов, аутогенный иммунитет к этим вирусам, взаимоотношения эндогенных и экзогенных ретровирусов и др.) обсуждаются в работах Л. А. Зильбера и соавт. (1975), А. И. Агеенко (1978), А. Д. Альтштейна (1982), А. В. Гудкова (1983) и R. Jaenisch (1983).


«Онкогены и канцерогенез», А.И.Агеенко