Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Вирусы крадут у людей куски генетического кода

Вирус гриппа присоединяет к своей нуклеиновой кислоте куски клеточных нуклеиновых кислот, так что в результате в клетке синтезируются гибридные клеточно-вирусные белки.

Вирусы вводят в хозяйские клетки свой генетический материал (то есть молекулы ДНК или РНК), кроме того, многие вирусы впрыскивают в клетку ещё некоторые свои белки, которые помогают обратить клеточные процессы в пользу вируса. Но что значит – обратить в пользу? Вирус должен как-то убедить клетку начать синтезировать вирусные белки. Белок-синтезирующий аппарат – это огромные молекулярные комплексы под названием рибосомы, плюс ещё множество других молекул – ферментов, вспомогательных белков, управляющих синтезом белка, транспортных РНК, которые подвозят к рибосоме аминокислоты. И все они заняты производством клеточных белков, а не вирусных.

Вирус гриппа «в разрезе» под электронным микроскопом. (Фото: Sanofi Pasteur / Flickr.com

Как известно, любой белок закодирован в ДНК. Но с ДНК белок-синтезирующий аппарат работать не может, поэтому между ДНК и белковой молекулой стоит РНК – матричная, или информационная, РНК в которую копируется кусок информации с ДНК. Рибосомы с РНК работать очень даже могут, и, сев на молекулу матричной РНК, начинают собирать на ней белок в соответствии с генетическим кодом. Но чтобы собрать правильный белок, рибосома должна собирать его с самого начала – это совершенно очевидно. То есть на РНК рибосома должна приземлиться туда, где начинается код белка.

Чтобы рибосома села в начале, а не в середину и не в конец, РНК в наших клетках особым образом помечена: на её, скажем так, переднем конце есть особая молекулярная метка-маяк, называемая кэп. Рибосома при помощи целого набора вспомогательных белков приходит на этот кэп (и потом проезжает какое-то расстояние до начала белкового кода – потому что начало кода стоит не вплотную к кэпу, а немного поодаль).

Как вирусу оттянуть на себя внимание клеточного белок-синтезирующего аппарата? Можно от клеточных РНК оторвать кусок с меткой-маяком, которая притягивает рибосомы, и присоединить эту метку к своим РНК. Некоторые вирусы – например, вирус гриппа или вирус лихорадки Ласса – так и делают. Получается гибридная РНК: она начинается с маленького куска клеточного кода, который продолжается длинной вирусной последовательностью. Раньше считалось, что рибосомы, садясь в начало такой гибридной РНК, пропускают клеточную часть и начинают синтезировать уже вирусный белок.

Однако исследователи из Медицинского центра Маунт-Синай вместе с коллегами из Великобритании обнаружили, что наряду с нормальными вирусными белками в клетках появляются и гибридные белковые молекулы. То есть белок-синтезирующий аппарат, сев на гибридную РНК, довольно часто совсем не игнорирует клеточную часть, а синтезирует кусок клеточного белка, который оказывается сшит с вирусным. То есть вирусы не просто крадут кусок клеточного кода – они его, так сказать, воплощают в жизнь. И куски клеточного кода в составе вирусной нуклеиновой кислоты могут упаковываться в новые вирусные частицы и переходить из одного вирусного поколения в другое.

Эти гибридные белки исследователи назвали UFO, то есть Upstream Frankenstein Open reading frame – вышележащая франкештейнова открытая рамка считывания. Почему франкенштейнова, понятно – в честь знаменитого монстра, которого доктор Франкенштейн собрал из частей тел разных людей. Открытая рамка считывания – это, в двух словах и довольно грубо, участок в коде, обозначающий старт синтеза белка, вышележащая – потому что старт синтеза белка на гибридных РНК начинается раньше собственно вирусного кода. UFO-белки обнаружили в клетках с вирусом гриппа А, однако авторы работы не исключают, что такие же UFO можно найти и в случае других вирусов того же типа, что и вирус гриппа.

Также вполне возможно, что гибридные белки вносят свой вклад в патогенность вируса, что они могут как-то взаимодействовать с иммунитетом, усиливая иммунную реакцию. Собственно, в статье в Cell говорится, что Т-лимфоциты реагируют на UFO-белки вируса гриппа А, но как это сказывается в целом на иммунной реакции, на протекании болезни и на состоянии организма, будет понятно только после дальнейших исследований.

Не только вирусы крадут у нас куски генетического кода, но и мы, бывает, крадём вирусный код, порой в виде целого вируса. Это вирусы, которые встроились в нашу ДНК и стали неактивны, и впоследствии наши клетки приспосабливают вирусные гены под свои нужды, в частности, мы писали, как спящие вирусные последовательности в ДНК иммунных клеток помогают им запускать синтез антител и что человеческий эмбрион находится в прямом смысле под вирусной защитой.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)

Статьи по теме