Опухолевый днк-вирус имеет лишь несколько генов - рак: эксперименты и гипотезы
Одно из правил молекулярной генетики гласит: «Один ген — один фермент». То, что верно для бактерий и грибов, верно и для вирусов. Гены вирусов точно так же управляют синтезом ферментов и других белков, а именно: ферментов, которые ответственны за размножение вируса, в дополнение к ферментам, содержащимся в клетке-хозяине- белков, которые перестраивают метаболизм клетки, и, наконец, белков, которые изменяют свойства клеточных мембран.
Попробуем оценить, сколько генов содержится в ДНК полиомы или SV-40. Одиночная нить ДНК полиомы содержит около 5000 оснований, что может быть легко вычислено на основе молекулярного веса интактной ДНК. Из молекулярной генетики нам известно, что три нуклеотида определяют одну аминокислоту. Следовательно, вся ДНК полиомы или SV-40 может кодировать примерно 1700 аминокислот. Для синтеза белка оболочки вируса достаточно примерно одной четвертой части этого количества. Остатка может хватить на синтез 4—8 небольших белковых молекул. Таким образом, максимальное число генетических факторов, которые полиома может принести в клетку, вряд ли превысит 5—10.
«Поскольку число вирусных генов невелико, может оказаться возможным идентифицировать гены, ответственные за индукцию рака, и выяснить, как они функционируют в зараженных клетках» (Дульбекко). Но прежде всего перечислим известные функции и процессы, «специфичные для вируса» и происходящие при заражении клетки вирусом.
На какие гены падает подозрение в трансформации?
- После заражения вирусом синтез ДНК «дремлющих» клеток возрастает. Усиливается также синтез ферментов, необходимых для репликации ДНК. Синтез клеточной ДНК в «дремлющей» клетке в норме остановлен. Однако вирусы, по-видимому, способны снимать это торможение, по крайней мере частично. Таким образом, не исключено, что эта функция вируса имеет немаловажное значение в канцерогенезе.
- Трансформированные клетки имеют «новые» поверхностные антигены, которые выявляются при пересадке этих опухолевых клеток, а также в опытах in vitro. Как полагают, эти антигены кодируются вирусом, а не клеткой (см. стр. 206).
- Помимо трансплантационных антигенов, ядра инфицированных клеток имеют другой вирусспецифический антиген, который также не идентичен компонентам вирусной частицы. Однако его можно исключить из числа факторов, участвующих в канцерогенезе, поскольку известны некоторые опухолевые клетки, не содержащие Т-антигенов.
- Наиболее характерным признаком вируса является его внешняя структура — белковая оболочка. Но в трансформированных клетках белок оболочки не синтезируется. Таким образом, эти белки, по-видимому, не обязательны для трансформации клеток. Соответствующий ген вируса также нельзя считать «индуцирующим опухоль».
Можно было бы добавить еще несколько функций, однако их рассмотрение выходит за рамки нашей книги. Вместе с тем приведенный выше перечень показывает, что большая часть возможных вирусных генов уже открыта. Круг «подозреваемых» генов не только мал, но и в основном известен.
Наибольшее подозрение вызывают те функции вируса, которые могут индуцировать синтез ДНК (см. п. 1 выше). Но и поверхностные антигены (см. п. 2), определяемые как трансплантационные, вызывают не меньшее подозрение, поскольку именно они делают клетку «чужой».
Все же одних подозрений недостаточно, и для вынесения окончательного «приговора» необходимо провести следующие эксперименты: вызвать мутации в отдельных генах вирусного генома- последовательно блокировать все функции вируса с целью выявления той из них, при блокировании которой вирус теряет свою онкогенность. Проведение перечисленных опытов позволило бы установить, какие именно функции вируса способствуют трансформации клетки.
На первый взгляд опыты не представляют трудностей, однако краткий перечень лишь нескольких генов вируса полиомы вовсе не означает, что генетический анализ будет легким. Вещества, закодированные в отдельных генах, могут вступать в сложные взаимодействия друг с другом и тем самым — несмотря на незначительное число «примитивных» генов — вызывать большое разнообразие фенотипических проявлений.
Судя по всему, геном вируса сам по себе не может кодировать все известные «вирусспецифические продукты», поскольку недавно было обнаружено, что вирус SV не обладает собственным белком оболочки.
По-видимому, происходит взаимодействие между клеткой и вирусными продуктами- и здесь немногочисленные функции вируса влекут за собой множество изменений, каждое из которых может быть вирусспецифическим. В этой связи представляется целесообразным вновь вернуться к рассмотрению роли клетки в процессе трансформации.
