История болезни. ВИЧ/СПИД: 30 лет за 30 недель. 2002 год.

О существовании у ВИЧ белка vif было известно давно, а также было известно что для вируса он очень важен - даже его само название является сокращением от virus infectivity factor (фактор вирусной инфекционности). Но для чего именно он нужен и как он работает до 2002 года никто не знал. Но были подозрения. Известно было, что в некоторых клетках этот белок очень важен для вируса, а в других - вирус может реплицироваться и без него. Если два этих вида клеток "слить", то в получившемся гибриде вирусу vif был тоже нужен, то есть это свойство клеток было доминантным. Все указывало на то, что в некоторых клетках присутствует нечто, что блокирует ВИЧ, а vif позволяет обходить этот блок.

В лаборатории Майка Малима взялись определить природу этого "нечто". Уникальность их подхода заключалась в том, что они нашли две близкородственные клеточные линии, в одной из которых ВИЧ без vif реплицировался без проблем, а в другой - нет. Дальше они использовали вполне классический подход, в котором РНК этих двух клеток "сравнивается" и все одинаковое отбрасывается, так что остается лишь то, в чем эти клетки отличаются. Таким образом они нашли ген APOBEC3G, который полностью объяснял зависимость репликации ВИЧ от присутствия vif.

Последующие работы выяснили молекулярные основы антивирусного действия APOBEC3G и они оказались очень интересными:



В верхней части рисунка показано, что происходит с ВИЧ если у него нет белка vif. Слева показана зараженная клетка, в которой образуется новая вирусная частица. APOBEC3G упаковывается в вирус и путешествует вместе с ним, пока тот не найдет клетку-мишень. При инфекции новой клетки ВИЧ превращает свою РНК в ДНК. Присутствующий при этом APOBEC3G мутирует вирусную ДНК, превращая цитидин (C) в урацил (U). Получившийся вирусный геном содержит очень много мутаций и не жизнеспособен.

Если у ВИЧ есть белок vif (нижняя часть рисунка), то он блокирует действие APOBEC3G и вирус может нормально реплицироваться.

Интересно также и то, что APOBEC3G оказался лишь одним из членов большого семейства антивирусных белков, которые атакуют преимущественно ретровирусы, но также и вирус гепатита B и адено-ассоциированные вирусы. Каждый член этого семейства имеет свою специфичность и атакует определенные вирусы. Это семейство, а также семейство TRIM белков (о них будет отдельный выпуск) и белок tetherin сейчас даже выделяют в отдельную часть иммунной системы - внутренний (intrinsic) иммунитет.

А более отдаленные родственники APOBEC3G тоже интересны: APOBEC1 был найден как первый пример того, что информация закодированная в ДНК может меняться на уровне РНК - он нацеленно мутирует РНК кодирующую аполипопротеин B, так что в разных клетках один и тот же ген производит два разных белка. AID отвечает за мутирование ДНК иммуноглобулинов в B лимфоцитах, что позволяет иммунной системе улучшать специфичность связывания антител с патогенами.