какие вирусы относятся к ретровирусам

Какие вирусы относятся к ретровирусам

Ретровирусы содержат две идентичные молекулы геномной РНК и РНК-зависимую ДНК-полимеразу (обратную транскриптазу, ревертазу). Ретровирусы выделены от множества видов животных и проявляют разнообразный спектр патогенного потенциала. Семейство включает вирусы 7 родов: альфа-, бета-, гамма-, дельта-, эпсилонретровирусы, лентивирусы и спумавирусы. Семейство включает вирусы, патогенные для человека и многих видов животных.

Большинство ретровирусов обладают выраженным тропизмом к клеткам лимфОретикулярной и гемопоэтической системы. Ретровирусы у специфических для них видов животных встречаются повсеместно. В борьбе с ретровирусными инфекциями основной мерой является предотвращение передачи вируса.

Вирионы ретровирусов представляют собой округлые оболочечные частицы диаметром 80—100 нм, обладающие уникальной трехслойной структурой. Центральная часть вириона представлена нуклеопротеиновым комплексом, который включает около 30 молекул ревертазы и имеет спиральную симметрию. Эта структура окружена икосаэдрическим капсидом диаметром около 60 нм, покрытым оболочкой, происходящей из мембраны клетки, от которой отходят гликопротеиновые пепломеры. Лентивирусы имеют на поверхности примерно 72 шишкоподобных пепломера длиной около 10 нм с яйцевидным концевым уплотнением.

Ретровирусы имеют диплоидный геном, представляющий инвертированный димер из двух молекул линейной позитивной полярности, оцРНК; каждая молекула содержит 7-11 тн и имеет полиА последовательность на З’-конце и КЭП-структуру на 5′-конце. Детальная организация геномов разных ретровирусов широко варьирует.

Геном ретровирусов уникален в следующих отношениях:
1) является единственным диплоидным;
2) вирусная РНК синтезируется и изменяется с помощью механизма, изменяющего клеточную мРНК;
3) это единственный геном, связанный со специфическим переносом функции РНК целиком к первичной репликации;
4) это единственная оц(+)РНК, которая не является мРНК вскоре после инфекции;
5) это единственный геном, кодирующий обратную транскриптазу, которая сама по себе уникальна.

Среди многих своих функций обратная транскриптаза служит в качестве РНК-зависимой ДНК полимеразы, а ДНК-зависимая ДНК полимераза, интеграза и РНКаза, каждая в меру своей определенной функции, представляют различную часть белковой молекулы. Геном недефектных ретровирусов содержит три разных гена, каждый из которых кодирует два и более белка. Gag ген кодирует вирионные коровью белки, pol ген кодирует обратную транскриптазу, a env ген кодирует вирионные пепломерные белки. Геном кодирует также несколько определенных вирионных компонентов.

Геном быстро трансформирующих ретровирусов содержит четвертый ген — вирусный онкоген (v-onc). Присутствие онкогена обычно связано с делецией в другом месте генома, обычно в env гене, так что большинство v-onc содержащих вирусов не способны синтезировать полностью оболочку и поэтому являются дефектными по репликации. Они всегда находят связь с недефектными вирусами, которые реплицируются полностью и функционируют в качестве помощников. Вирус саркомы Рауса является исключением. Его геном содержит вирусный онкоген v-src и также полные gag, pol и env гены, и поэтому является репликативнокомпетентным.

Кроме генов gag, pol и env, общих для всех ретровирусов, лентивирусы кодируют еще несколько других «дополнительных» генов. К ним относятся:
1) tat ген, который кодирует трансактиватор, связанный с клеточными факторами, повышающими эффективность трансляции клеточной РНК полимеразы, главным образом за счет преждевременной остановки транскрипции;
2) rev ген кодирует белок, который связан с удлинением РНК транскриптов и их перемещением из ядра в цитоплазму, обеспечивая полный путь мРНК для трансляции;
3) nef ген, который не требуется для репликации вируса в культуре лимфоцитов, но важен для репликации в макрофагах и для развития болезни, вызванной вирусом иммунодефицита обезьян у обезьян резус; nef белок регулирует экспрессию клеток СД4 и образование ИЛ-2 и может изменять активацию клеток мишеней в организме;
4) vif ген кодирует белок (фактор инфекционности вирусов), который необходим для некоторых стадий вирусного морфогенеза, связанных с инфекционностью.

При продуктивной инфекции вирионы формируются и освобождаются почкованием через плазматическую мембрану. Некоторые ретровирусы вызывают образование опухолей.

Спумавирусы являются необычными ретровирусами во многих отношениях. Они выделены от человека, обезьян, КРС, кошек, морских львов и хомяков. Они представляют проблему, когда контаминируют клеточные культуры, но их связь с заболеваниями неизвестна. Существует мнение, что пенящие вирусы ближе стоят к ДНК гепаднавирусам.

Эндогенный ретровирус свиней (PERV) найден у всех исследованных пород свиней. Известны три субгруппы этого вируса: А, В и С. Все свиньи содержат множественные провирусы (около 50) в своем геноме. PERVлатентно инфицирует многие культуры клеток свиньи и, реже, человека. Патогенность этого вируса не установлена.

Источник

Ретровирусная инфекция

Что провоцирует / Причины Ретровирусной инфекции:

Патогенез (что происходит?) во время Ретровирусной инфекции:

К каким докторам следует обращаться если у Вас Ретровирусная инфекция:

Вас что-то беспокоит? Вы хотите узнать более детальную информацию о Ретровирусной инфекции, ее причинах, симптомах, методах лечения и профилактики, ходе течения болезни и соблюдении диеты после нее? Или же Вам необходим осмотр? Вы можете записаться на прием к доктору – клиника Euro lab всегда к Вашим услугам! Лучшие врачи осмотрят Вас, изучат внешние признаки и помогут определить болезнь по симптомам, проконсультируют Вас и окажут необходимую помощь и поставят диагноз. Вы также можете вызвать врача на дом. Клиника Euro lab открыта для Вас круглосуточно.

Как обратиться в клинику:
Телефон нашей клиники в Киеве: (+38 044) 206-20-00 (многоканальный). Секретарь клиники подберет Вам удобный день и час визита к врачу. Наши координаты и схема проезда указаны здесь. Посмотрите детальнее о всех услугах клиники на ее персональной странице.

Если Вами ранее были выполнены какие-либо исследования, обязательно возьмите их результаты на консультацию к врачу. Если исследования выполнены не были, мы сделаем все необходимое в нашей клинике или у наших коллег в других клиниках.

Если Вы хотите задать вопрос врачу – воспользуйтесь разделом онлайн консультации, возможно Вы найдете там ответы на свои вопросы и прочитаете советы по уходу за собой. Если Вас интересуют отзывы о клиниках и врачах – попробуйте найти нужную Вам информацию в разделе Вся медицина. Также зарегистрируйтесь на медицинском портале Euro lab, чтобы быть постоянно в курсе последних новостей и обновлений информации на сайте, которые будут автоматически высылаться Вам на почту.

Источник

Ретровирусы

Ретрови́русы (лат. Retroviridae ) — семейство РНК-содержащих вирусов, заражающих преимущественно позвоночных. Наиболее известный и активно изучаемый представитель — вирус иммунодефицита человека.

После инфицирования клетки ретровирусом в цитоплазме начинается синтез вирусного ДНК-генома с использованием вирионной РНК в качестве матрицы. Все ретровирусы используют для репликации своего генома механизм обратной транскрипции: вирусный фермент обратная транскриптаза (или ревертаза) синтезирует одну нить ДНК на матрице вирусной РНК, а затем уже на матрице синтезированной нити ДНК достраивает вторую, комплементарную ей нить. Образуется двунитевая молекула ДНК, которая интегрируется в хромосомную ДНК клетки во время клеточного деления, когда нет ядерной оболочки, (исключением является ВИЧ, ДНК которого активно проникает в ядро) и далее служит матрицей для синтеза молекул вирусных РНК. Эти РНК выходят из клеточного ядра и в цитоплазме клетки упаковываются в вирусные частицы, способные инфицировать новые клетки.

По одной из гипотез, ретровирусы могли произойти от ретротранспозонов — подвижных участков генома эукариот. [2]

Содержание

Устройство

Вирионы сферической формы размером 80 — 100 нм, покрыты внешней липопротеиновой оболочкой, имеющей ворсинки длиной 8 — 10 нм. Внутри икосаэдрального капсида находится спиральный РНП. Наружная оболочка, капсидная мембрана и нуклеоид на разрезе вириона расположены концентрически. Чувствительны к эфиру, термолабильны, относительно резистентны к УФ-лучам. Характерной чертой семейства является наличие в составе вириона РНК-зависимой ДНК- полимеразы, иначе называемой обратной транскриптазой. Это и послужило основой для названия семейства (от лат. retro — обратный). Вирионы имеют 6 структурных белков, из них 4 внутренних (капсидных) негликолизированных и 2 гликопротеина оболочки.

Основными структурными генами кодирующими трансляцию белков, из которых в последующем строится вирус, являются gag (group — specificantigens), pol (polymerase), env (envelope). К регуляторным генам относятся: tat (трансактиватор всех вирусных белков), rev (регулятор экспрессии вирионных белков), vif (вирионный инфекционный фактор), vpr (функции остаются неясными), nef (негативный фактор экспрессии), vpx (функции неизвестны)

Капсидные белки несут группоспецифические межвидовые антигены и являются основой для разделения вирусов на роды и подроды. Гликопротеиды являются типоспецифическими антигенами, участвуют в реакции нейтрализации. Геном ретровирусов представлен однонитчатой РНК с молекулярной массой 7 мегадальтон и состоит из двух копий, каждая из которых является полноценным геномом и содержит одинаковую генетическую информацию, однако неизвестно, обе ли они функциональны. Нуклеиновая кислота онковирусов имеет гомологию с клеточной ДНК своего вида хозяина. Вирионная РНК неинфекционна. Вирусная РНК транскрибируется в ковалентно связанную двунитчатую ДНК, которая интегрируется с клеточной ДНК в виде ДНК-провируса. Провирус, экстрагированный из клетки, обладает инфекционностью. Многие вирусы этого семейства вызывают неопластические процессы, главным образом лейкемии и саркомы ряда видов животных. Нормальные клетки некоторых видов животных содержат интегрированные копии соответствующих видов онковирусов. Они могут никак не проявляться или активируются некоторыми физическими и химическими факторами, а возможно, и при инфекции другими онковирусами. Часто встречаются дефектные вирусы, размножающиеся с помощью вируса-помощника. Передаются вертикально и горизонтально. Ретровирусы, наши сожители, враги и помощники [3]

Retroviridae

Семейство Retroviridae включает три подсемейства:

Особенности трансляции РНК ретровирусов

Находясь в составе геномной ДНК, вирусные гены транскрибируются под контролем LTR

LTR, long terminal repeats. Последовательности LTR включают в себя последовательности STR. Возникновение LTR очень важно для экспрессии вирусных генов. Они содержат вирусные регуляторные транскрипционные элементы: промотор, энхансер, и другие. Например, некоторые вирусы содержат элементы, определяющие зависимость вирусной транскрипции от наличия определенных гормонов. LTR и являются теми регуляторными сигналами, которые вирус использует для эксплуатации клеточной транскрипционной машины в своих целях.

Если просмотреть открытую рамку считывания от этого ближайшего инициирующего кодона, то мы увидим, что если бы вирус пользовался традиционными способами экспрессии, то он смог бы синтезировать только полипептид GAG. А дальше идет стоп- кодон. Как быть с POL и ENV? Кроме того, эти полипептиды очень длинны, а в вирусе содержатся гораздо более короткие. Проблема решается несколькими способами.

Во-первых, с помощью сплайсинга эта одна РНК превращается в нашем упрощенном варианте еще в одну, более короткую. При этом последовательности, кодирующие ENV полипептид, оказываются рядом с инициирующим кодоном, ближайшим к кэп-сайту, и начинают транслироваться.

Во-вторых, разными для разных ретровирусов способами они ухитряются обойти стоп — кодон после открытой рамки считывания GAG и синтезировать сплавленный полипетид GAG-POL, который содержит последовательности обоих групп белков.

В-третьих, полученные длинные полипептиды подвергаются процессингу и разрезаются на множество белков, которые и функционируют либо в роли регуляторных, как, например, обратная транскриптаза, либо в роли структурных, как, например, белки оболочки зрелых вирусов.

Иными словами, ретровирусы используют гибкую тоталитарную систему для весьма тонкой регуляции синтеза большого разнообразия белков под контролем одного промотора.

Род Deltaretrovirus

Т-лимфотропный вирус человека — это человеческий РНК ретровирус, который вызывает такие злокачественные новообразования лимфоидной и кроветворной тканей, как Т-клеточный лейкоз и Т-клеточную лимфому у взрослых. Возможно вовлечение этого возбудителя в определенные демиелинизирующие болезни, включая тропический спастический парапарез. Взрослый Т-лимфотропный вирус (ВТЛВ) — это штамм вируса-возбудителя указанной болезни, который поражает преимущественно взрослых. Близкородственный вирус — это вирус лейкоза крупного рогатого скота. В настоящее время известно о четырех серотипах этого вида вируса.

См. также

Ссылки

Литература

Примечания

Классификация вирусов по Балтимору
I: дц ДНК-вирусы	Caudovirales: Myoviridae • Podoviridae • Siphoviridae покрытые оболочкой: Herpesviridae • Poxviridae без облочки: Adenoviridae • Papovaviridae • Papillomaviridae • Polyomaviridae без группы: Ascoviridae • Asfarviridae • Baculoviridae • Coccolithoviridae • Corticoviridae • Fuselloviridae • Guttaviridae • Iridoviridae • Lipothrixviridae • Nimaviridae • Phycodnaviridae • Plasmaviridae • Rudiviridae • Tectiviridae Mimivirus
II: оц ДНК-вирусы	без оболочки: Parvoviridae без группы:Circoviridae • Geminiviridae • Inoviridae • Microviridae • Nanoviridae
III: дц РНК-вирусы	Birnaviridae • Chrysoviridae • Cystoviridae • Hypoviridae • Partitiviridae • Reoviridae (Rotavirus) • Totiviridae
IV: (+) оц РНК-вирусы	Nidovirales: Arteriviridae • Coronaviridae • Roniviridae Astroviridae • Barnaviridae • Bromoviridae • Caliciviridae • Closteroviridae • Comoviridae • Dicistroviridae • Flaviviridae • Flexiviridae • Leviviridae • Luteoviridae • Marnaviridae • Narnaviridae • Nodaviridae • Picornaviridae (Enterovirus, Rhinovirus) • Potyviridae • Sequiviridae • Tetraviridae • Togaviridae • Tombusviridae • Tymoviridae
V: (-) оц РНК-вирусы	Mononegavirales: Bornaviridae • Filoviridae • Paramyxoviridae • Rhabdoviridae Arenaviridae • Bunyaviridae • Orthomyxoviridae
VI: оц РНК-ОТ-вирусы	Metaviridae • Pseudoviridae • Retroviridae
VII: дц ДНК-ОТ-вирусы	Hepadnaviridae • Caulimoviridae

Полезное

Смотреть что такое «Ретровирусы» в других словарях:

РЕТРОВИРУСЫ — РЕТРОВИРУСЫ, представители семейства ретровирусов (Retroviridale), чей генетический код, в отличие от других живых организмов, содержит РНК (рибонуклеиновую кислоту), а не обычную ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту). Для размножения ретровирусы… … Научно-технический энциклопедический словарь

ретровирусы — семейство РНК–содержащих вирусов. Диаметр вирусных частиц 80 100 нм. Капсид икосаэдрический, заключен в липопротеидную оболочку. Содержит несколько фрагментов одноцепочечной линейной РНК (мол. масса 10–12 млн Да), обратную транскрипта–зу.… … Словарь микробиологии

РЕТРОВИРУСЫ — (от лат. retro назад и вирусы) семейство РНК содержащих вирусов. Обнаружены у всех позвоночных (в т. ч. человека) и некоторых беспозвоночных. Особенность ретровирусов наличие в жизненном цикле обратной транскрипции (синтез ДНК на матрице РНК),… … Большой Энциклопедический словарь

РЕТРОВИРУСЫ — (от лат. retro обратно, назад и вирусы), семейство РНК содержащих вирусов. Диам. вирусных частиц 80 100 нм. Капсид икосаэдрический, заключён в липопротеидную оболочку. Содержат неск. фрагментов одноцепочечной линейной РНК (общая мол. м. 10 12 000 … Биологический энциклопедический словарь

ретровирусы — ретровирусы. См. лейковирусы. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

ретровирусы — лейковирусы Группа РНК содержащих вирусов диаметром 70 120 нм, капсид заключен в липопротеиновую оболочку, каждая частица включает по 2 идентичные молекулы РНК и связанные с ними молекулы обратной транскриптазы; многие Р. опухолеродны (вирус… … Справочник технического переводчика

Ретровирусы — * рэтравірусы * retroviruses класс однонитчатых РНКовых вирусов, инфицирующих клетки эукариот, в которых РНК геном транскрибируется в ДНК копию (кДНК) с помощью РНК зависимой ДНК полимеразы (обратной транскриптазы, см.). Эта двунитчатая кДНК… … Генетика. Энциклопедический словарь

РЕТРОВИРУСЫ — вирусы с необычным способом репликации генетического материала. Для цикла репродукции этого большого семейства вирусов характерен обратный поток генетической информации: вместо обычной транскрипции (т.е. переписывания) дезоксирибонуклеиновой… … Энциклопедия Кольера

ретровирусы — (от лат. retro назад и вирусы), семейство РНК содержащих вирусов. Обнаружены у всех позвоночных (в том числе человека) и некоторых беспозвоночных. Особенность ретровирусов наличие в жизненном цикле обратной транскрипции (синтез ДНК на матрице… … Энциклопедический словарь

ретровирусы — (Retraviridae; син. вирусы лейкозов) семейство вирусов, вирионы которых содержат нуклеокапсид и имеют наружную оболочку; геном представлен однонитчатой молекулой рибонуклеиновой кислоты; в вирионе Р. содержится ревертаза (обратная транскриптаза); … Большой медицинский словарь

Источник

Вирусы, которые все делают наоборот

Лекция профессора молекулярной вирусологии Университетского колледжа Лондона Грега Тауэрса опубликована на сайте ПостНаука.

Существует много различных ретровирусов. Многие виды животных имеют ретровирусы. Они очень зоонозны. Ретровирусы способны перепрыгивать с вида на вид. Это и является их отличительной чертой. Мы предполагаем, что на протяжении миллионов лет эволюции они перепрыгивали с одного вида на другой, что привело к «эффекту Черной Королевы». Если вирус патогенен, он инфицирует вид и оказывает на него давление отбора. Многие члены этого вида будут убиты вирусом. Это приведет к давлению отбора, цель которого – стать нечувствительным к этой инфекции или вирусу.

Так как ретровирусы патогенны, они ведут к эволюционному эффекту, или «эффекту Черной Королевы». Ретровирус, инфицируя вид, может оказать патогенное воздействие на этот вид таким образом, что многие люди и многие члены конкретного вида будут инфицированы и подвержены давлению отбора. Наиболее восприимчивые к этому вирусу погибнут, а наиболее устойчивые выживут. В конечном счете весь вид станет невосприимчивым к вирусу. Потом вирус подвергнется эволюционному давлению отбора, изменится и снова заразит вид или перейдет на другой. На протяжении долгого времени ретровирус может прыгать между различными видами, или он может коснуться какого-то вида и снова уйти, что приведет к альтернативной эволюции, которая была названа Ли ван Валеном «эффектом Черной Королевы».

Одна интересная черта ретровирусов заключается в том, что мы можем понять их эволюцию и эволюцию нашей клеточной защиты. Вирус иммунодефицита человека пришел к нам от приматов. Самый распространенный тип ВИЧ называется ВИЧ-1. Он составляет примерно 60 миллионов человеческих заражений ВИЧ. Это практически единичный случай, когда вирус шимпанзе поразил человека и стал распространяться среди человеческого населения. Мы знаем, что направление заражения именно такое – от шимпанзе к человеку, – потому что у шимпанзе существует больше типов этого вируса, чем у людей.

Существует еще один тип ВИЧ, названный ВИЧ-2, который пришел к нам от африканских обезьян, а именно дымчатого мангобея. И снова разновидностей этого вируса у мангобеев намного больше, чем у человека. Это говорит нам о том, что перенос вируса происходит от обезьяны к человеку. ВИЧ-2 вызывает похожую болезнь, что и ВИЧ-1, у примерно 20–30% людей. Однако у большинства людей не наблюдаются никакие значимые симптомы после заражения ВИЧ-2. Поэтому один из важных вопросов ВИЧ-биологии заключается в поиске отличий между тем вирусом, который заразил 60 миллионов человек, и тем, что не инфицировал даже приблизительно такое число.

У приматов есть похожие вирусы. Более того, большинство африканских приматов имеют вирус, который родственен нашему ВИЧ-1. Обычно мы называем эти вирусы в соответствии с видом, в котором мы их нашли. Вирус шимпанзе называется ВИО (SIV) – вирус иммунодефицита обезьян (simian immunodefiency virus). В таком случае, бывает ли у шимпанзе СПИД? Это не до конца понятно. Не все шимпанзе заражены. Существуют определенные территории, где проживают зараженные шимпанзе. Но так как они не живут жизнью людей, не ведут утонченный образ жизни, а, наоборот, проживают более трудную жизнь, то умирают намного раньше, за ними становится очень сложно следить и выяснять, есть ли у них это заболевание.

Из-за этого долгое время мы думали, что они не страдают никакими болезнями, потому что у них нет такого сильного иммунодефицита, как у людей. Но в последнее время мы стали думать, что они тоже имеют эту болезнь, возможно, в менее суровой форме. Так как они не живут долго, им не приходится страдать от тех симптомов, которые переживает человек.

Таким образом, до конца не известно, что происходит с ретровирусной инфекцией в организме обезьян. У африканских обезьян вирус практически не вызывает никаких заболеваний, поэтому кажется, что имеет место адаптация как носителя, так и самого вируса по такому принципу, что обезьяна может быть инфицирована, но не страдать от болезней. Они могут заразиться в достаточно раннем возрасте, поэтому могут иметь вирус в своем теле, но при этом не ощущать значимых последствий для своей жизни.

Среди других видов ретровирусы тщательно изучались у мышей. Это делалось в основном потому, что ретровирусная инфекция у мышей способна вызывать рак. Мышь заражается ретровирусом, который обычно называют гамма-ретровирус. Оказывается, что эта ретровирусная инфекция вызывает у мышей рак. Люди, изучавшие рак в 1950–1960-х годах, то есть в самом начале подобных исследований, выращивали мышь до тех пор, пока она не становилась очень уязвимой к этой болезни, а потом пытались выяснить, почему у этих мышей развивается рак. Оказалось, что они получали рак, потому что были инфицированы ретровирусом. Эти ретровирусы переносили гены (онкогены), которые вызывали рак. Таким образом, все первичные исследования ретровирусов были направлены на понимание того, как работает рак и что его вызывает.

Когда появился ВИЧ и стал вызывать иммунодефицит, это стало первым случаем, когда такой тип вируса вызвал такую болезнь. До этого мы знали о ретровирусах только из исследований гамма-ретровирусов, вызывающих рак. Ретровирусы – это такие типы вирусов, которые можно рассматривать как вирусы, путешествующие налегке. Так, например, ВИЧ имеет всего девять генов, а другие ретровирусы вообще три. Так что они действительно путешествуют налегке по сравнению с вирусом герпеса, например, который имеет около двухсот генов. Я считаю, что их стратегия – путешествовать налегке и быть тихими. Их цель при поражении клетки – не активировать ее и не причинить много ущерба. Я думаю, что изначально они не вызывают сильных болезней, но в длительной перспективе эта инфекция может вызвать болезни вроде рака у мышей. Хотя, возможно, они не вызовут рак у диких мышей. Это происходит только тогда, когда мы пробиваем защиту мыши.

Итак, ретровирусы – это относительно милосердные вирусы, я считаю, потому что они не управляют вашим телом, как делают другие вирусы. Главное их отличие в том, что они превращают РНК в ДНК и интегрируют ДНК в хроматин. Это и есть уникальная черта ретровирусов. Некоторые другие вирусы поступают так же, но только в качестве дополнения. Ретровирусы целиком зависят от этого процесса интеграции. Если клетка не может от них избавиться, она должна умереть для избавления себя от вирусной инфекции.

Ретровирусы внедряют свой геном в хроматин хозяина. Стоит этим генам попасть внутрь хроматина – они останутся там навсегда. Клетка в целом относится к ним как к клеточным генам, так что они считываются, производят РНК, а позже эта РНК направляется в цитоплазму. Вирус производит протеин, клетка производит вирусный протеин, новые вирусы формируются, и они готовы двигаться дальше, заражать новые клетки. Так ретровирусы стали отличным инструментом для изучения клеточной биологии, и это потому, что они простые. Некоторые из них имеют всего три гена. Даже сложный ретровирус вроде ВИЧ имеет всего девять генов. Поэтому очень легко взять их, разделить на части и изучать, какая часть за что отвечает.

В поле генной терапии существует трюк, когда берут ретровирус, вынимают из него ретровирусные гены и вставляют те гены, которые нужны. Потом можно сформировать ретровирусные частицы. Этот трюк можно использовать для развития ретровирусного вектора. Работает это так: можно взять ретровирусный геном, который обычно шифрует все ретровирусные гены, избавиться от них и поставить на их место предпочтительный ген, например терапевтический ген или ген, который можно просто измерять, – мы обычно используем ЗФБ (GFP), который заставляет клетки зеленеть. Если вы это сделаете, вы сможете производить ретровирусные частицы, которые будут только заражать клетку и производить белок. В ретровирусе не окажется ретровирусных генов, так что он сможет производить только терапевтические гены или ЗФБ. И это прекрасный инструмент для изучения клеточной биологии.

Например, можно изменить клетку и посмотреть, продолжает ли вирус оказывать на нее свое влияние, или можно, наоборот, изменить вирус и проверить, может ли он теперь инфицировать клетку. Это будет называться генетическим подходом. Можно выяснить роль различных частей вируса в попадании в клеточное ядро, в попадании в клетку, в пересечении цитоплазмы.

Кроме того, мы можем использовать ретровирусные векторы, чтобы изучить биологию клетки. Мы можем использовать их, чтобы заставить клетки производить определенный ген, обращаясь к процессу РНК-интерференции. Можно использовать ретровирусы, чтобы производить РНК-интерференцию, можно использовать ретровирусы, чтобы выделить определенный ген. Наиболее распространенное использование ретровирусов в последнее время заключается в доставке CRISPR/Cas9, так что мы можем выбросить любой ген в определенной клетке, а затем изучать последствия этого «выбрасывания» или измерять все что угодно вроде деления клеток, их роста или чего угодно, связанного с клетками.

Многие лаборатории сосредотачиваются на исследованиях ретровирусных векторов и ретровирусов, чтобы изучать врожденный иммунитет. Врожденный иммунитет, или внутриклеточный врожденный иммунитет, – это способность индивидуальной клетки защищать себя от вирусной инфекции. Я считаю, что это достаточно увлекательное направление. Осознание его важности произошло не так давно, около 20 лет назад. Теперь мы понимаем, что находимся под атакой вирусных инфекций на протяжении всей эволюции. За это время мы выработали очень сложные пути защиты себя от инфекций. У нас сформирована адаптивная иммунная система, Т-лимфоциты и антитела. Но кроме этого, каждая клетка нашего тела имеет способность защищать себя от инфекции. Ретровирусы дают прекрасную возможность это изучить.

Например, мы пытаемся узнать, как клетка понимает, что внутрь нее попал вирус. Она делает это при помощи процесса, который мы называем распознаванием образов. В наших клетках есть молекулы, способные обнаружить входящий вирус, потому что они замечают нечто, что выглядит иначе с конформационной и химической перспектив. Если рецептор распознавания образов видит входящий вирус, он вызовет антивирусную реакцию. Несколько вещей начнут происходить. Прежде всего, клетка начнет вырабатывать намного больше белка, чем делала раньше. Также она начинает выделять белок вида интерферон тип 1, что позволит еще незараженным клеткам узнать, что приближается вирус. Интерфероны активируют эти незараженные клетки на производство их антивирусной защиты. Это фантастически эффективный способ противостоять вирусной репликации. Так как ретровирусы с их тремя и девятью генами являются очень простыми, мы можем производить мутации и наблюдать за тем, являются ли они все еще способными проходить через защиту, и мы можем понять, как именно они это осуществляют.

Об авторе:
Грег Тауэрс – professor of Molecular Virology, University College London; Head of Research Group, UCL Division of Infection and Immunity.

Источник