Макромолекулярные механизмы биологического взаимодействия онковирусов с клеткой
Процесс биологического взаимодействия вируса с клеткой схематически можно представить следующим образом. Сразу же после адсорбции вируса начинаются процессы дезинтеграции и депротеинизации вирусной частицы, заканчивающиеся в цитоплазме клетки.
Вероятно, дезинтеграция вирусной частицы и депротеинизация ее нуклеиновой кислоты носят в основном ферментативный характер и катализируются клеточными протеазами.
При этом в инфицированной клетке изменяется обмен в связи с реализацией генетической информации вирусного генома. После частичной или полной депротеинизации вирусных нуклеиновых кислот, внедрившихся в клетки, начинается процесс транскрипции и одновременно вступают в действие сложные регуляторные механизмы транскриптами и посттранскрипционных модификаций.
Вновь синтезированные в процессе репродуктивного цикла вирусспецифические молекулы (транслируемые и нетранслируемые РНК, белки) вступают в сложные взаимоотношения с внутриклеточными системами и перестраивают обмен в направлении, необходимом для синтеза вирусных белков и нуклеиновых кислот.
В задачу данной монографии не входит всесторонний разбор и полный анализ всех этапов репликационного цикла онковирусов, а исходя из общей цели, будут лишь затронуты узловые аспекты этой проблемы, главным образом касающиеся метаболических изменений, индуцированных онковирусом в инфицированных и трансформированных клетках, которые, как предполагают, дают им селективные преимущества для роста и размножения и в некоторых случаях могут приводить к неопластическому превращению. Таким образом, в этой и следующих главах будет предпринята попытка проследить основные последовательные этапы онкогенеза клеток, первично контактировавших с онковирусом.
Особое внимание при этом будет уделено ранним последствиям биологического действия онковирусов, поскольку именно они в большинстве случаев определяют дальнейшую судьбу опухолевой эволюции первичнотрансформированных клеток.
Обширный экспериментальный материал позволяет выделить два основных пути: функциональный и структурный (или анатомический), по которым реализуется биологическое взаимодействие онковируса с клеткой.
Отметим, что функциональные перестройки могут касаться как вирусного, так и клеточного геномов, в частности, они могут сводиться к индукции синтеза клеточной ДНК и активации ферментов, участвующих в синтезе ДНК, к сдвигам в энергетическом обмене и т. д.
Анатомические взаимоотношения, приводящие к физическим изменениям вирусного и клеточного геномов, могут выражаться в интеграции вирусной ДНК в клеточную, выщеплении ее из клеточной ДНК, включении фрагментов клеточной ДНК в вирусный геном и др.
При этом имеются существенные отличия, например, в механизмах освобождения интегрированного вирусного генома ДНК-содержащих онковирусов и онкорнавирусов. Если у последних этот процесс представляет обычную транскрипцию, то у первых он связан с физическим вырезанием вирусной ДНК.
«Механизмы вирусного онкогенеза»,
А.И.Агеенко
Метод искусственных гетерокарионов оказался весьма эффективен для многих тест-систем клеток, трансформированных как РНК-, так и ДНК-содержащими онковирусами. В некоторых случаях индикаторные культуры использовали даже для титрования освобожденного вируса по фокусам трансформации, которые он индуцировал (Svoboda et al., 1975). Во всех этих экс-периментах чем больше был процент гетерокарионов, тем выше оказалась эффективность метода. Однако в системах,…
В экспериментах, проведенных А. И. Агеенко и соавт. (1975), из перевивных сарком (с 50-й по 60-ю генерацию), индуцированных у хомяков аденовирусом 12-го типа, полный инфекционный вирус выделялся постоянно. Обнаружено, что при заражении центрифугатами разрушенных клеток перевивных сарком культуры почки эмбриона человека (ПЭЧ) в среднем через 5 дней отмечалось начало цитогенного действия вируса. Из первичноиндуцированных сарком…
Установлена прямая пропорциональность между дозой различных агентов (митомицин С, бромдезоксиуридин, УФ- и 60Со-γ-облучение) и урожаем вируса, освобожденного из трансформированных клеток (Kaplan et al., 1975). Урожай вируса увеличивается по сравнению с контролем в 1000 — 10 000 раз. В линиях — продуцентах инфекционного SV40 доля индуцированных клеток составляла 2 — 6% (по данным определения продукции V-антигена…
Клетки, трансформированные всеми исследованными в настоящее время онкогенными ДНК-содержащими вирусами, в основном являются непермиссивными для полного репродуктивного цикла трансформирующего их вируса, и поэтому естественно, что полный инфекционный вирус ими не продуцируется. Как известно, существуют два крайних ответа пермиссивных клеток природного хозяина при взаимодействии с геномом ДНК-содержащих онковирусов — лизис и трансформация. Трансформация осуществляется тогда, когда…
Итак, по характеру взаимоотношений онковируса с трансформированной клеткой можно выделить следующие типы опухолевых клеток. Вируспродуцирующие клетки. Как правило, это относится к РНК-содержащим вирусам. Вирогенные клетки, в которых удается активировать вирусный геном с помощью различных методических приемов (трансплантации их естественным хозяевам онковируса или при использовании «контактной индукции», т. е. прямого контакта опухолевой клетки с чувствительной «индикаторной»…
Изучение посттранскрипционных превращений вирусных мРНК в клетках разных линий, трансформированных SV40, показало, что в тотальном препарате РНК содержатся молекулы, комплементарные ранней нити ДНК SV40 на 22 — 69%, в то время как цитоплазматическая фракция РНК тех же клеток гибридизируется с Е-нитью лишь на 14 — 16% независимо от штамма клеток (Leong et al., 1976). Во…
B экспериментах по транскрипции in vitro, в которых в качестве матрицы использовали изолированный хроматин, показано, что при добавлении бактериальной РНК-полимеразы осуществляется преимущественная транскрипция тех же последовательностей, которые транскрибируются in vivo. Если в качестве матрицы использовать очищенную ДНК из трансформированных клеток, то специфичность транскрипции исчезает и транскрибируется вся ДНК. Активные и неактивные гены, по-видимому, в хроматине…
Анализ многочисленных клеточных линий, трансформированных паповавирусами, показал, что специфика встраивания вирусного генома, обусловливающая трансформацию, обеспечивает, как правило, транскрипцию только ранней области вирусного генома. Транскрипция интегрированной провирусной ДНК, по-видимому, начинается на клеточном промоторе и контролируется клеточными механизмами. Вместе с тем обнаружено, что импульсивно меченная РНК из клеток, трансформированных SV40, гибридизируется с ДНК SV40, содержащей значительное количество…
Клетки, трансформированные HVS, содержали оба типа вирусной ДНК: 0,69 — 2,27% Н-ДНК, что соответствует 83 — 247 геномам на клетку, и 0,72 — 1,92% L-ДНК (Fleckenstein et al., 1977). Большинство вирусных геномов в трансформированных культурах лимфоцитов, вероятно, дефектны, поскольку часть последовательностей, обнаруживающихся в ДНК вирионов, в ДНК, изолированной из трансформированных клеток, отсутствует. Во всех трансформированных…
Обнаружена интеграция ДНК SV40 в геном клетки при литической инфекции в форме отдельных фрагментов с субгеномной длиной. Такие интегрированные молекулы появляются через день после заражения и способны к репликации. Впервые линейная ковалентная интеграция выявляется в то время, когда определяется синтез Т-антигена (Tuxler, 1977). Только несколько копий вирусного генома интегрируется между 10 ч и 18 ч…
Установлено, что частично очищенный Т-антиген способен связываться с двуспиральной нативной ДНК клетки и со сверхскрученной ДНК SV40. Точка соединения Т-антигена на вирусной ДНК картирована с помощью электронной микроскопии при использовании антител с ферритиновой меткой. Она оказалась близкой (или идентичной) точке инициации репликации вирусной ДНК (0,67 ед. карты). В то же время рекомбинации между ДНК клетки…
Гибридизационный анализ импульсно меченной РНК показал, что в составе различных фракций аденовирусных мРНК имеются общие нуклеотидные последовательности, комплементарные одним и тем же фрагментам ДНК А2, которые, следовательно, являются общими стартовыми точками транскрипции. Первоначальным продуктом транскрипции аденовирусной ДНК в инфицированных клетках является РНК-предшественник с высокой молекулярной массой (25 000 — 35 000 оснований). В условиях последующего…
