Вирусология: В 3-х т. Том 1 - Филдс Б.Н.
ISBN 5-03-000283-9
Скачать (прямая ссылка):
Ретровирусы интенсивно изучали и как вероятную причину возникновения опухолей человека и животных, и как модель вирусного канцерогенеза. Геномы всех хорошо изученных ретровирусов клонированы начиная с 1979 г. Для многих из них известны полные нуклеотидные последовательности [79, 155, 158, 165, 186]. Детальные знания структуры, а также доступность инфекционных рекомбинантных клонов позволили конструировать разнообразные мутантные и рекомбинантные вирусы in vitro. Использование, этих подходов в сочетании с другими ранее разработанными методами позволило углубить представления о биологии ретровирусов. В этой главе мы рассмотрим жизненный цикл этих вирусов и суммируем сведения, касающиеся отдельных аспектов их биологии и онкогенного потенциала. Читатели, заинтересованные в более детальном знакомстве с ретро-вирусами, могут воспользоваться опубликованными монографиями [169, .200].
> Douglas R. Lowy, Laboratory of Cellular Oncology, National Cancer Institute, Bethesda, Maryland 20205.
Первые представители этого семейства вирусов были выявлены по их способности вызывать опухоли у чувствительных животных [59, 68]. Ретровирусы были первыми из обнаруженных инфекционных онкогенных агентов. 'Выделение первого ретровируса описано Эллерманом и Бангом в 1908 г. [46]. Этим датским исследователям удалось перенести одну из форм лейкоза кур от зараженных к незараженным животным с помощью бесклеточ-ного фильтрата лейкозных клеток. Однако открытие первого онкогеиного вируса не было признано, поскольку в то время еще не было ясно, является ли лейкоз неопластическим заболеванием. Первым признанным онкоген-ным вирусом оказался фильтрующийся агент, выделенный из спонтанной саркомы кур (RSV). Пейтон Раус получил его в 1911 г. [147] и показал, что он способен вызывать саркомы у зараженных цыплят. RSV изучен наиболее подробно из всех ретровирусов; именно для него были сформулированы многие принципы, которые оказались применимы к остальным ретровирусам. Вслед за Раусом другие исследователи обнаружили онкогенные ретровирусы млекопитающих, в частности фактор молока — MMTV, вызывающий карциному молочных желез у мышей [10], и MuLV, вызывающий мышиные лимфомы и лейкозы [67]. Разработанные методы обнаружения инфекционных RSV, MuLV и многих других ретровирусов in vitro позволили проводить количественные 'исследования на клеточных культурах [148, 150, 199].
Необычные свойства ретровирусов
Ретровирусы обладают рядом необычных свойств. В то время как многие другие вирусы убивают зараженную клетку, ретровирусы, как правило, вызывают хроническую инфекцию чувствительных клеток. Продолжительная экспрессия вирусных-генов обычно не сопровождается цитотоксическим эффектом, поскольку большинство ретровирусов не вызывает гибель «летки. При ретровирусной инфекции либо усиливается клеточная пролиферация, либо не обнаруживается никаких изменений характера роста клеток.
Для достижения хронической инфекции геном этого семейства вирусов осуществляет уникальную стратегию репликации. Хотя вирусный геном в составе вириона представлен одноцепочечной РНК, в ходе его репликации в клетке он проходит стадию двухцепочечной ДНК, которая эффективно интегрирует с геномом хозяйской клетки. Превращение генома ретровируса из вирионной РНК в ДНК осуществляет вирусная РНК-зависимая ДНК-полимераза (ревертаза).
Независимое открытие в 1970 г. Темином и Мицутани [183] и Балтимором [7] в составе ретровирусов фермента, осуществляющего синтез ДНК на матрице РНК, объяснило, каким образом геном ретровируса сохраняется в зараженной клетке. Их важнейшее наблюдение, согласно которому возможна передача генетической информации от РНК к ДНК, а не только от ДНК к РНК, как думали раньше, заложило основополагающий теоретический фундамент для дальнейших исследований ретровирусов. Эти исследования привели к взрывному накоплению сведений о репликации и молекулярной биологии -ретровирусов. Название «ретровирус» отражает присутствие у -всех представителей этого семейства ревертазы и наличие стадии ДНК в цикле репликации их генома. Как сейчас известно, есть и другие вирусы, использующие в своей репликации ревертазу [136, 171].
Предположение о наличии в цикле репликации ретровиру-;ов стадии ДНК (провирусная гипотеза) высказывалось еще до эткрытия ревертазы [181]. Оно основывалось на наблюдении, что эетровирусная инфекция подавляется ингибиторами синтеза ДНК (например, ци-тозинарабинозидом) и ДНК-зависимого синтеза РНК (такими как актиномицин D) [6, 180]. Прямые свидетельства в пользу ДНК-провирусной гипотезы были получены, шгда в зараженных ретровирусами «летках обнаружили вирус-:пецифическую ДНК и когда была показана инфекциовность (в опытах по трансфекции) ДНК, выделенной из этих клеток [80]. Ключевая роль ревертазы в синтезе ретровирусной ДНК была доказана после выделения и изучения условно-летальных (тем-т ер а тур о ч у в стви те л ьн ы х) и летальных мутантов по гену ревер-газы [194].
Еще одно необычное свойство ретровирусов, также связан-toe с особенностями их репликации, — это существование некоторых из них в форме клеточных генов — эндогенных провиру-:ов, которые интегрированы с ДНК клеток зародышевой линии
