
Ученые из Медицинской школы Массачусетского университета описали
ранее неизученную стадию жизненного цикла вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Статья опубликована в журнале
Cell Reports.Работа была выполнена на примере ВИЧ-1 — наиболее
распространенного и патогенного из двух известных видов ВИЧ. Авторы проследили
перемещения вируса через цитоплазму к ядру, проникновение в ядро и интеграцию в
геном клетки-хозяина. Стадия жизненного цикла вируса, описанная в статье,
происходит внутри ядерной мембраны и ядра инфицированной ВИЧ клетки и поэтому была названа авторами
внутриядерной миграцией.Во время внутриядерной миграции, как показали ученые, капсидный белок вируса входит
в ядро инфицированной клетки и связывается с вирусной ДНК. В этом ему помогает взаимодействие
с фактором полиаденилирования хозяина, CPSF6, который облегчает транспорт
вирусной ДНК в ядро и сопровождает вирус во время перемещения по ядру. Помимо этого, CPSF6 облегчает интеграцию
вирусной ДНК в геном клетки-хозяина, направляя вирус в участки ДНК с высокой
плотностью активных генов. Такая роль CPSF6 в жизненном цикле вируса
объясняется тем, что в здоровой клетке функция этого белка состоит в
модификации только что синтезированных матричных РНК — поэтому CPSF6 хорошо
умеет искать в ядре участки с активными генами.Полученные
результаты указывают на важную роль капсида в способности вируса проникать в
ядро и перемещаться внутри него. Ранее многие ученые предполагали, что капсид
важен только для ранних стадий инфицирования и отбрасывается вирусом перед
входом в ядро. Однако новые данные демонстрируют, что компоненты капсидного
белка остаются с вирусом в ходе его внутриядерной миграции — и, более того,
играют важнейшую роль на стадиях проникновения в ядро и интеграции в геном.Открытие стало возможным благодаря новому методу прямой
визуализации жизненного цикла ВИЧ, который был разработан авторами статьи.
Метод, названный ViewHIV, позволяет
визуализировать ранние стадии жизненного цикла вируса, от обратной транскрипции
до интеграции в ядро, для отдельных клеток. В частности, ViewHIV
позволяет одновременно проследить за капсидным белком и компонентами вирусной ДНК и РНК как в
цитозоли инфицированной клетки, так и в ее ядре.Метод
ViewHIV основан на очень чувствительном типе флуоресцентной гибридизации in situ
(fluorescence in situ
hybridization, FISH)
в сочетании с моноклональным антителом, которое
связывается с вирусным капсидом. Это позволяет видеть перемещения капсидного
белка, помеченного флуоресцентным антителом, внутри ядра, и получать фотографии помеченного капсида с помощью обычных методов конфокальной микроскопии. ViewHIV, как отмечают авторы, работает относительно быстро и
требует использования уже известных. Его можно применять ко всем штаммам ВИЧ-1 и
пермиссивным или первичным клеткам.Ранее,
до появления метода ViewHIV, стандартные методы не позволяли ученым
получать хорошие изображения ВИЧ, находящегося внутри ядра инфицированной
клетки. Изучение этих этапов жизненного цикла вируса было доступно только с
помощью непрямых методов молекулярной биологии и биохимии, которые требовали применения
больных клеточных популяций. Поэтому события, происходящие во время и после
проникновения вируса в ядро, оставались очень плохо изученными.Софья Долотовская
