Эксперимент в получении панели рекомбинантных вирусов

Понятно, что варианты тропизма вируса зависят с одной стороны от природного разнообразия особей-вирионов, с другой стороны от природного разнообразия клеток-мишеней. Но биологи при всем уважении к диалектике в своей экспериментальной работе волей-неволей тяготеют к детерминизму – стремятся узнать какие именно гены ВИЧ контролируют свойства его тропизма, репликативного потенциала, цитопатогенных эффектов. В этой связи C.Cheng-Mayer, T.Shioda, J.-A.Levy [1992] из Института исследования рака при Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Франциско выполнили блестящую экспериментальную работу, в которой показали, что тропизм, репликативный потенциал и цитопатогенные эффекты ВИЧ-1 программируются всего лишь малыми участками последовательностей нуклеотидов в пределах генов env и tat.
Эксперимент состоял в получении панели рекомбинантных вирусов между двумя близкородственными изолятами ВИЧ-1 – SF13 и SF2. Эти два изолята выделили от одного и того же пациента, но в разное время. Оказалось, что они сильно различаются по интересующим в данном случае биологическим свойствам.
Изолят SF2 выделили от пациента раньше, чем SF13, когда клиническое проявление болезни представлялось только оральным кандидозом. Изолят SF2 имел следующий набор свойств: in vitro реплицировался медленно, не вызывал синцитиообразования и не проявлялся в тесте бляшкообразования в культуре клеток МТ-4 (то есть не вызывал цитолиза).
Изолят SF13 выделили также из мононуклеарных клеток периферической крови, но позже, когда у больного манифестировали саркома Капоши и пневмоцистная пневмония. Изолят SF13 уже был способен интенсивно реплицироваться in vitro во всех вышеназванных типах клеток (МКПК, HUT-78, МТ-4, СЕМ, TJ937), вызывал сильное синцитиообразование и бляшкообразование (цитолиз) в культуре клеток МТ-4.
Геномы обоих изолятов вирусов молекулярно клонировали и определили полные последовательности нуклеотидов. Оказалось, что геномы отличаются менее, чем на 3% формулы генома.
Путем замен малых участков генома, начиная с З′конца, получили 10 искусственных рекомбинантных штаммов вирусов и сравнили их по биологическим свойствам.
Результаты показали следующее:

• 1. Свойство интенсивно реплицироваться в МКПК и в клетках HTJT-78 программируется малым участком (не более 0.29 килобаз (RiHind III, 97 аминокислот)) в первом кодирующем экзоне гена tat и прилегающем участке гена rev. Изолят SF13 отличается от SF2 заменой всего 2-х аминокислот в белке Tat.
• 2. Свойство ЦПЭ (цитолиза) в отношении клеток HUT-78 и МТ-4 программируется участком генома размером не более 0.49 килобаз (Stul/Mst II, 160 аминокислот) в V3-участке гена env. Изолят SF13 отличается от SF2 заменой 10 аминокислот в белке gp120, 4 из которых – в области V3-петли.
• 3. Способность инфицировать клетки линий СЕМ и U937 программируется участком генома размером не больше 0.39 килобаз (Mst II/Sty I, 130 аминокислот), расположенном в пределах гена env в участках V4, V5 и СD4-связывающей области белка gp120.

Изолят SF13 отличается от SF2 заменой 12 аминокислот в белке gp120.