Размышления и споры о вирусах - [47]

Надо отметить, что, к счастью, с этими чертами легко сочетались поразительная трудоспособность и редчайшая целеустремленность. По сути дела, он всю жизнь занимался одним вопросом, который ему предложил еще в студенческом кружке его учитель Р. Далбекко — механизмом репродукции вируса саркомы Рауса. Первые 8 лет работы, с 1956 по 1964, привели Темина к созданию гипотезы провируса, в которую, будем справедливы, почти никто не поверил, а следующие 6 лет ушли на доказательство этой гипотезы. В 1970 году Г. Темин, работавший в Висконсинском университете, и независимо от него в Массачусетском технологическом институте Д. Балтимор обнаружили у некоторых РНК-содержащих вирусов неведомый доселе фермент, способный синтезировать ДНК-копию на матрице вирусной РНК. Статья Г. Темина, опубликованная в январском (за 1972 год) журнале "Nature", так и называлась: "Синтез ДНК, направляемый РНК". Вновь открытый фермент получил название "обратная транскриптаза" (ревертаза), а все вирусы, его содержащие, стали именоваться весьма своеобразно и даже несколько игриво — "ретровирусы". За это открытие Г. Темин и Д. Балтимор были удостоены Нобелевской премии, это было признано величайшим событием в биологии, а в вирусогенетической концепции закрылась гигантская брешь.

Мы недаром назвали эту главу столь пространно: об онкогенных вирусах, природе рака и... многом другом.

Это действительно так: начав рассказ с гипотезы Борреля о возможной роли вирусов в происхождении рака, мы буквально не можем остановиться, поток событий несет нас и помимо нашей воли заставляет касаться все новых и новых биологических проблем....

Итак, изучение первого, по-своему классического объекта онковирусологии — вируса куриной саркомы, начатое Раусом в 1911 году, привело Темина и Балтимора к открытию обратной транскрипции и нового фермента — ревертазы. Значение этого открытия оказалось столь велико, что мы вынуждены сейчас коснуться проблем, далеко выходящих за рамки и онкологии и вирусологии.

Рис. 10

Со времени выдающегося открытия Уотсона и Крика, то есть с середины 50-х годов нашего века, бесспорной считалась основная догма биологии, согласно которой гены, заключенные в двойной спирали ДНК управляют активностью любой клетки посредством двух процессов: транскрипции, в ходе которой на ДНК, как на матрице, синтезируются молекулы РНК, и последующей трансляции, в ходе которой на РНК, как на матрице, синтезируются молекулы белков. Путь ДНК→РНК→белок казался единственным, незыблемым и универсальным! РНК-содержащие вирусы казались несущественным, хотя и очевидным исключением, о котором не очень-то и задумывались... Никто, однако, не сомневался в том, что наследственная информация у этих вирусов хранится не в ДНК, а в РНК, ну а остальное происходит "почти так же", как у ДНК-содержащих вирусов. Достаточно сравнить репродукцию вируса полиомиелита и гриппа, например, чтобы в этом убедиться.

Рис. 11. Развитие онкогенного РНК-геномного вируса. 1 — внеклеточный онковирус; 2 — проникновение вируса в клетку; 3 — внутриклеточное 'раздевание' онковируса; 4 — транскриптивный комплекс; 5 — двуспиральная вирусная ДНК; 6, 7 — транспорт кольцевой ДНК онковируса в ядро клетки; 8 — интеграция ДНК-транскрипта онковируса в хромосому клетки; 9 — вирусная РНК; 10, 11 — синтез вирусных гликопротеидов на мембранах эндоплазматического ретикулума; 12, 13 — предполагаемый транспорт вирусных гликопротеидов к поверхности клетки в опушенных везикулах; 14 — предполагаемый транспорт вирусных гликопротеидов через аппарат Гольджи; 15 — локализация гликопротеидов на поверхности клетки; 16 — 18 — синтез белков сердцевины онковируса на свободных полирибосомах; 19 — 20 — синтез обратной транскриптазы онковируса на свободных полирибосомах; 21 — транспорт вирусного РНК к поверхности клетки; 22 — формирование онковируса в процессе почкования на поверхности клетки; 23 — внеклеточный онковирус типа А (С); 24 — внеклеточный онковирус типа С; Ц — цитоплазма, П — поры ядерной оболочки, ЯК — ядро клетки, ПО — плазматическая оболочка, Хр — хромосома клетки

В течение первого десятилетия после открытия Теминым и Балтимором обратной транскрипции, то есть до начала 80-х годов, казалось, что этот необычный феномен, укладывающийся в совсем иную формулу: РНК-ДНК-белок, касается только одного из семейств РНК-содержащих вирусов — ретровирусов, где он и был обнаружен, и более никого. Хотя слов нет: семейство это весьма обширно, а представители его заслуживают самого пристального внимания.

В семейство ретровирусов входит три так называевые подсемейства:

1) опухолевые вирусы,

2) вирусы — возбудители некоторых медленных инфекций,

3) так называемые "пенящие" вирусы.

К первому из этих подсемейств относятся возбудители лейкозов и некоторых плотных опухолей млекопитающих, птиц и рептилий, единственный бесспорный (пока!) возбудитель опухолевого процесса у человека (вирус так называемого Т-клеточного лейкоза людей) и агент, вызывающий... СПИД, — ни больше ни меньше! Заметим, однако, что вирус СПИДа обратную транскриптазу содержит, но опухолеродным не является: в отличие от своего близкого собрата — вируса Т-клеточного лейкоза человека — он не трансформирует человеческие лимфоциты, а убивает их.