Присутствие транскриптазы в вирионах поксвирусов и четкое пространственное разграничение мест клеточной и вирусной транскрипции в клетке делают вирус осповакцины одной из самых пригодных систем для изучения регуляции выражения генов вирусной ДНК.

Образование поксвирусных мРНК распадается на две четкие фазы. Начальный небольшой всплеск синтеза ранней мРНК происходит при транскрипции в сердцевинах, затем следует вторая волна в основном поздних мРНК, синтез которых зависит от репликации вирусной ДНК. Скорость синтеза ранней мРНК находится под контролем процесса раздевания. Вскоре после проникновения вириона в клетку и удаления внешней белковой оболочки сердцевины синтезируют и высвобождают вирус-специфическую РНК размером, соответствующим размеру цистрона, главным образом 10—14S (Кейтс и Мак-Ослен, 1967а).

В сердцевинах транскрибируется около 14% вирусного генома, причем продукты транскрипции вытесняются с матрицы с помощью механизма, требующего АТФ (Кейтс и Бисон, 1970а). После завершения раздевания может происходить выражение других ранних генов, что, однако, подтверждается лишь косвенными данными, полученными в опытах по регуляции индукции ДНК-полимеразы (Кейтс и Мак-Ослен, 1967b). Если вторую стадию раздевания блокировать циклогексимидом, то скорость синтеза ранней мРНК в сердцевинах заметно возрастает и синтез продолжается в течение длительного периода времени; вместе с тем если в условиях, разрешающих раздевание, предотвратить инициацию синтеза ДНК фтордезоксиуридином, то обычно происходит всплеск синтеза ранней мРНК, а затем интенсивность синтеза быстро падает.

Ранние мРНК, синтезированные in vitro или in vivo в вирусных сердцевинах, содержат последовательности поли (А) длиной около 180 нуклеотидов, присоединенные к 3'-концу вирусной РНК (Кейтс, 1970). Их функция неизвестна, но само их присутствие представляет особый интерес в связи с гипотезой о возможном участии последовательностей поли (А), обнаруженных в других мРНК, в расщеплении или транспорте мРНК из ядра в цитоплазму.

Синтез ранних мРНК продолжается и на поздних стадиях инфекционного цикла; по крайней мере отчасти этот синтез может быть связан с вирионами, которые не полностью разделись, так как лишь около 50% ДНК внесенного вируса становится чувствительным к ДНКазе. Ранние и поздние мРНК можно отличить друг от друга методом конкурентной гибридизации или седиментации (Ода и Йоклик, 1967); коэффициент седиментации ранней мРНК составляет 10— 14S, а поздней—16—23S. Как те, так и другие РНК, по-видимому, содержат последовательности поли (А).

Для оценки метаболической стабильности различных поксвирусных мРНК были применены два экспериментальных подхода. Первые указания на наличие метаболически стабильных матриц в клетках, зараженных поксвирусами, были косвенными и вытекали из исследований по регуляции синтеза ранних ферментов. Было показано, что мРНК тимидинкиназы (Мак-Ослен, 1963), так же как и индуцируемой ДНК-полимеразы (Юнгвирт и Йоклик, 1965), имеют очень большой период полужизни (по крайней мере 6 ч), тогда как другие ранние мРНК (например, мРНК поксвирусной ДНКазы или белка, участвующего в репликации ДНК) весьма нестабильны (Мак-Ослен и Кейтс, 1966; Кейтс и Мак-Ослен, 1967с).

Определение скорости распада мРНК различных классов в присутствии актиномицина D показало, что поздние мРНК относительно нестабильны и распадаются с периодом полужизни, составляющим около 13 мин, в то время как период полужизни ранних мРНК равен приблизительно 120 мин (Себринг и Сэлцмен, 1967).

Однако при тщательном изучении синтеза поксвирусных мРНК в различное время после начала инфекции Ода и Йоклик (1967) обнаружили, что в L-клетках, зараженных вирусом осповакцины, поздние мРНК имеют ту же стабильность, что и ранние.

Аналогично ДНК-белковым комплексам, выделенным из зараженных фагами бактерий (Снайдер и Гайдушек, 1968; Честертон и Грин, 1968), ДНК-комплексы из клеток, зараженных вирусом осповакцины, синтезируют in vitro с помощью эндогенной РНК-полимеразы как ранние, так и поздние мРНК (Даль и Кейтс, 1970).

Непосредственное отношение к пониманию регуляции транскрипции в этих комплексах имеют данные Оберта и др. (1971.) о необходимости аргинина для синтеза поздних мРНК. Как мы видели, при недостатке аргинина размножение аденовирусов и герпесвирусов подавлено; вероятно, это объясняется отсутствием богатых аргинином белков сердцевины, необходимых для сборки. Для размножения вируса осповакцины аргинин также необходим. При дефиците аргинина в среде синтезируются ранние мРНК и происходит репликация вирусной ДНК, однако поздние мРНК не образуются. По-видимому, аргинин требуется для синтеза новой полимеразы, участвующей в синтезе поздних мРНК; возможно также, что он входит в состав богатого аргинином белка, закодированного в ранней мРНК и поддерживающего структуру вновь реплицируемой ДНК в таком физическом состоянии, которое необходимо для инициации транскрипции поздних мРНК.

Вирус осповакцины вызывает в зараженных клетках образование интерферона. Приняв во внимание экспериментальные данные об эффективности в качестве индуктора интерферона двухцепочечной РНК и неэффективности одноцепочечной РНК или ДНК (гл. 8), Колби и Дьюсберг (1969) искали и нашли в клетках, зараженных вирусом осповакцины, двухцепочечную РНК. Устойчивая к рибонуклеазе РНК синтезируется in vitro в присутствии сердцевин вируса осповакцины; эта РНК по своим свойствам сходна с РНК, образуемой in vivo. Предполагается, что двухцепочечные молекулы возникают в результате перекрывающейся конвергентной транскрипции комплементарных цепей ДНК (Колби и др., 1971).

Транспортные РНК, образующиеся после заражения клеток вирусом осповакцины, возможно, модифицированы. Были обнаружены количественные изменения в содержании аргинил-тРНК и фенилаланил-тРНК (Кларксон и Раннер, 1971), а также заметное относительное увеличение синтеза метилированной тРНК (Клагсбрун, 1971). Значение этих изменений пока неясно.

- Читать далее "Трансляция поксвирусов. Стадии трансляции вируса оспы"