Вирусология: В 3-х т. Том 1 - Филдс Б.Н.
ISBN 5-03-000283-9
Скачать (прямая ссылка):
Дефектные геномы, зависящие от вируса-помощника
Сюда входят дефектные интерферирующие (ДИ) вирусы, обычно называемые ДИ-частицами, которые представляют собой субгеномные целеционные мутанты, потерявшие существенный участок гене.via родительского вируса. Величина утраченной части генома может варьировать от небольшой до более чем 90% генома. ДИ-частицы становятся при этом зависимыми от rhdv-са-помощника. Для восстановления утраченных генетических функций, необходимых для репликации, они требуют одновременного заражения клеток хозяина родственным вирусом-по-мощником. Кроме того, ДИ-частицы угнетают репликацию ин-
1 John J. Holland, University of California at San Diego, La Jolla, California 92093.
фекционного вируса-помощника, используя продукты его генов для своей репликации и лишая тем самым вирус-помощник возможности утилизировать их для собственной репликации.
В 1943 г. Хенле и Хенле [55] впервые наблюдали эффект ДИ-частиц в неразведенном вирусном материале из куриных эмбрионов, однако они приписали интерферирующую активность инактивированному инфекционному вирусу. В 1954 г. фон Магнус тщательно изучил этот феномен и показал, что «неполные» частицы вируса гриппа, сохранившие гемагглютинирующую активность, но утратившие инфекционность, способны интерферировать с инфекционным вирусом гриппа [152]. В 1959 г. Купер и Беллетт.[14, 32] показали, что пассирование неразведенного вируса везикулярного стоматита (VSV) ведет к появлению сходных, передаваемых при пассировании, осаждаемых интерферирующих частиц. Наконец, в 1964 г. Хакетт [53] с помощью электронной микроскопии показал, что палочковидные ДИ-частицы VSV короче стандартных инфекционных частиц VSV. Вскоре после этого Хуанг и др. [72], Крик и др. [33] и Хакетт и др. [54] центрифугированием в градиенте плотности сахарозы физически отделили ДИ-частицы VSV от стандартных инфекционных частиц. Это позволило охарактеризовать ДИ-частицы биологически и биохимически. Геномная РНК ДИ-частиц VSV меньше геномной РНК стандартного вируса [71], определенные участки вирусного генома, в ней сохранены, тогда как другие утрачены [99]. ДИ-частицы интерферируют с инфекционным вирусом-помощником (хелпером) главным образом путем конкуренции на уровне репликации [70, 125]. Хуанг и Балтимор в 1970 г. [68] впервые обратили внимание на повсеместное распространение ДИ-частиц в ассоциации с большей частью РНК- и ДНК-содержащих вирусов животных. Они предложили называть дефектными интерферирующими те вирусные частицы, у которых нет части геномной РНК или ДНК, но обычные структурные вирусные белки и антигены присутствуют. Для своей репликации частицы нуждаются в гомологичном инфекционном вирусе-помощнике, так как размножаются за его счет в смешанно-зараженных клетках, специфически интерферируя с ним.
Распространение, природа и значение ДИ-частиц вирусов животных широко освещены в обзорах [61, 69, 97, 111, 123, 132, 149]. Большая часть ДИ-частиц эффективно интерферирует с вирусом-помощником, однако есть и такие, которые интерферируют с ним очень слабо. Например, у ДИ-частиц вируса полиомиелита и других пикорнавирусов интерференция слабо выраже* на и образующееся в процессе репликации число ДИ-частиц не^ велико по сравнению со стандартным вирусом [28]. Некоторые ДИ-частицы могут в клетках одного типа вызывать сильную, а в клетках другого слабую интерференцию [25, 68, 88, 124]. В боль-
Рис. 6.1. Электронная микрофотография палочкообразного вируса везикулярного стоматита (VSV) и его ДИ-частицы. Более короткая ДИ-частица содержит более короткую РНК, заключенную в более короткие спиральные нуклео-капсиды. X 300 ООО.
шинстве случаев накопление дефектных геномов достигается за счет хотя бы незначительного уменьшения накопления инфекционного вируса-помощника. На рис. 6.1 показана микрофотография стандартного вируса VSV и его ДИ-частиц. На микрофотографиях этих и других рабдовирусов видно, что если длина геномной РНК значительно уменьшена (для ДИ-частиц VSV), то длина нуклеокапсида, а следовательно, и размеры вирионных частиц также уменьшены. Однако ДИ-частицы большинства других вирусов могут не отличаться от инфекционного вируса по размерам, внешнему виду, седиментационным свойствам, и в этом случае их намного труднее обнаружить, очистить и изучить. Иногда такие ДИ-частицы отделяют от стандартного вируса на основе разницы плотностей в градиенте хлористого цезия, как, например, ДИ-частицы пикорнавирусов [28]. Однако, как правило, определить присутствие ДИ-частиц и установить их количество можно только по их интерференционному действию, высокому отношению количества физических частиц (или гемагглюти-нирующей активности) к инфекционности и высокому отноше-
няю количества РНК или ДНК субгеномных размеров (после разрушения вируса) к количеству РНК и ДНК, имеющих размер нормального генома.
Предохранение вирусных препаратов от контаминации ДИ-частицами
Вирусологи должны всегда помнить, что ДИ-частицы могут присутствовать в препаратах вируса и оказывать значительное (часто нежелательное) влияние на биологическую активность вируса. В ранней работе фон Магнуса [152] показано, что «неполный вирус» и интерференция появлялись только после нескольких пассажей неразведенного вируса гриппа в куриных эмбрионах, тогда как серия пассажей того же, но только разведенного вируса (с разведением взвеси вируса перед каждым заражением куриных эмбрионов) приводила к высоким титрам инфекционного вируса в каждом пассаже. Использование серии пассажей неразведенного вируса на культуре клеток (или на куриных эмбрионах, или на животных) до настоящего времени является лучшим методом для накопления ДИ-частиц любого вируса, а использование разведенных инокулятов (низкая множественность заражения) все еще служит самым простым методом, позволяющим избежать избыточного накопления и интерферирующего воздействия нежелательных ДИ-частиц, часто загрязняющих вирусные препараты.
