Вирусология: В 3-х т. Том 1 - Филдс Б.Н.
ISBN 5-03-000283-9
Скачать (прямая ссылка):
ковский идентифицировали участки нуклеации сборки нуклео-iкапсида как часть обогащенных адениловыми остатками последовательностей в Б'-концевой части РНК VSV [16, 17]. Это следует из того, что короткие Б'-последовательности (называемые лидерными РНК), транскрибируемые с З'-концевых участков плюс- и минус-цепей нуклеокапсидов, могут собираться в очень мелкие нуклеокапсидные диски, седиментирующие при 18S [30, 140, 141]. Эти кольцевые рибонуклеопротеины содержат лидер-ные последовательности в резистентной к рибонуклеазе форме в оболочке из белка N. Ясно поэтому, что участки инициации сборки комплекса белок N — РНК так же, как участки инициации [репликации, входят в состав Б'-концевых последовательностей (Z- и а'-участки на рис. 6.4).
Бламберг и Колаковский [16, 17] использовали эти наблюдения для обоснования модели [103], согласно которой концентрация белка N регулирует относительные уровни транскрипции и репликации вирусных нуклеокапсидов с негативным геномом; последние служат матрицами для синтеза мРНК или для репликации, используя при этом один и тот же вирусный полимеразный комплекс. При высокой концентрации белка N репликация разрешена, так как синтезирующаяся (незаконченная) РНК-ли-дер способна немедленно включаться в образующийся нуклеокапсид, в результате чего подавляется остановка полимеразы на границе лидерного участка и гена белка N, а также на всех последующих межгенных границах. Если концентрация белка N недостаточна для быстрой инициации сборки на Б'-конце ново-синтезируемой РНК, сигнал терминации не репрессируется и полимеразный комплекс осуществляет терминацию по завершении синтеза Б'-лидерной РНК, которая сходит с матрицы (и может со временем инкапсидироваться). Теперь полимераза свободна и может скользить вдоль матрицы по направлению 3'—>-5', по очереди инициируя и терминируя синтез каждой из мРНК для белков N, NS, М, GriL. Эти мРНК не имеют последовательностей нуклеации и поэтому отделяются от матрицы в виде свободных мРНК, готовых принять участие в трансляции.
Описанная выше простая модель не может объяснить все события, происходящие в процессе переключения транскрипции на репликацию, только лишь уровнем белка N [57]. Механизмы транскрипции генома VSV [7, 8] и его репликации [36, 57] полностью еще не выяснены. Не исключено, что белок N вместе с некоторыми ассоциированными с репликазой вирусными белками -участвует в переключении с транскрипции на репликацию и играет важную роль в интерферирующем эффекте ДИ-частиц, а также в относительно высокой конкурирующей способности ДИ-частиц стволового типа по сравнению с частицами нестволо-.вого типа. Ясно, что для образования конкурентоспособных
ДИ-частиц необходим как участок инициации репликации, так и1 участок нуклеации инкапсидации.
Структура ДИ-геномов других РНК-содержащих вирусов
Представленная в этой главе детальная информация о ДИ-частицах VSV стала доступной благодаря их тщательному изучению как в биологическом, так и в биохимическом отношении. Об аналогичных структурных принципах, способах образования и механизмах амплификации и интерференции можно говорить и в связи с другими изученными РНК-содержащими вирусами. Приведем несколько примеров для иллюстрации сходства и различия.
Вирус Сендай
Этот представитель вирусов парагриппа относится к РНК-со-держащим вирусам с негативным геномом. Его ДИ-частицы образуются довольно легко. Они имеют обширные-делеции [80, 89] и их репликативная и интерферирующая способности зависят от типа клетки-хозяина. По структуре генома и по механизмам интерференции ДИ-частицы вируса Сендай напоминают ДИ-частицы VSV. Первым доказательством наличия стволовых последовательностей (инвертированной концевой комплементарности) у ДИ-частиц было электронно-микроскопическое выявление Кола-ковским и др. в 1976 г. кольцевых форм ДИ-РНК вируса Сендай [90]. Они показали, что циклизация ДИ-РНК обусловлена стволами длиной 110—150 нуклеотидов; при этом, так же как у VSV, вирусный З'-конец был замещен комплементарной копией1 Б'-концевого участка. Кроме того, основная часть РНК ДИ-геномов гомологична большим или меньшим участкам Б'-конца вирусного генома в зависимости от размера ДИ-частицы [90, 91, 102]. Таким образом, ДИ-частицы главного типа вируса Сендай напоминают ДИ-частицы главного типа VSV (1-й стволовой структурный тип, см. рис. 6.4). ДИ-частицы с внутренней деле-цией также широко распространены [80].
Вирусы гриппа
Другим РНК-содержащим вирусом с негативным геномом,, образующим ДИ-частицы тех же типов, которые характерны для; VSV, является вирус гриппа. В отличие от VSV и вируса Сендай вирус гриппа содержит сегментированный геном, состоящий из восьми независимых генов. Более того, вирус гриппа отличается и по инициации транскрипции, при которой 5'-фрагменты мРНК клетки-хозяина используются в качестве затравки для транс-
крипдии каждого сегмента [94, 114]. Свойства и структура вируса гриппа рассмотрены в обзоре Наяка и др. [112]. Основная часть наблюдаемых ДИ-частиц вируса гриппа происходит из одного из трех больших сегментов вирусной РНК, кодирующих вирусную полимеразу (сегменты Pi, Р2, Рз), и большинство этих частиц образуется в результате внутренних делеций при сохранении 3'- и Б'-концов вирусной РНК. Поэтому они напоминают тип 3 частиц с внутренними делениями у VSV (рис. 6.4); подобно этому редкому типу ДИ-частиц VSV, они способны транскрибировать делетированные, мРНК-подобные молекулы, содержащие полиаденилированные последовательности. Однако эти «мРНК» ,ДИ-частиц вируса гриппа с внутренними делениями способны кодировать только значительно делетированные молекулы полимеразного белка [112]. Еще неизвестно, транслируются ли эти делетированные молекулы «мРНК» с образованием белков и могут ли они или их аберрантные белковые продукты играть роль в ДИ-интерференции. Бей и Рейхман [12] наблюдали подавление первичной транскрипции VSV ДИ-частицами того же вируса, принадлежащими к частицам типа 3 с внутренними делециями. Наяк и др. [112] предположили, что ДИ-частицы вируса гриппа «внутреннеделеционного» типа могут интерферировать путем образования аберрантных транскриптов и(или) аберрантных продуктов трансляции. Чанда и др. [24] просеквенировали ДИ-частицы двух видов вируса гриппа и показали, что они относятся к простому типу частиц с внутренней делецией, точно сохраняющих последовательности на обоих 5'- и З'-концах. Они нашли также, что последовательности в точках делеции и примыкающих к ним участках не похожи на характерные для сплайсинга участки (consensus) последовательностей мРНК эукариот [24]. Две группы исследователей [37, 157] также показали отсутствие сходства последовательностей в точках делеции ДИ-частиц VSV с участками, характерными для сплайсинга. Эти факты свидетельствуют о том, что механизм образования этих ДИ-частиц основан скорее на ошибках репликации, а не на традиционном сплайсинге РНК и что для «прыжков» репликазы не требуются определенные последовательности.
