Ген rev – regulator of virus

В ранних работах этот ген называли art от «anti-repressor of translation» и еще trs от «transregulator of splicing». Кодирующие последовательности нуклеотидов rev прочитываются по открытой рамке считывания (open reading frame – orf) и перекрываются с 3′-концом 1-го кодирующего экзона гена tat. В результате сплайсинга до последовательностей, перекрывающихся со вторым кодирующим экзоном гена tat, образуется информационная РНК размером 1.8 килобаз, с которой и транслируется продукт гена rev. Этот белок с молекулярным весом 19-20 kD. После трансляции он фосфорелируется и становится фосфопротеином. Локализуется белок Rev в ядре, и именно в ядрышке [Sadaie M.R., 1988]. В экспериментах с делецией или денатурирующим мутагенезом гена rev репликация ВИЧ полностью отменяется. Предполагаемая биологическая функция белка Rev – обеспечение процесса перехода репликации вируса из стадии ранней экспрессии регуляторных генов в стадию крупномасштабной экспрессии структурных генов ВИЧ. Механизм действия Rev (по крайней мере, один из механизмов) представляется как обеспечение транспорта большого количества несплайсированной или однократно сплайсированной вирусной информационной РНК из ядра, где она синтезируется, в цитоплазму, где с нее транслируются белки. Показано экспериментально, что в отсутствии Rev несплайсированная вирусная РНК элиминируется в цитоплазме клетки без трансляции. Одновременно сам Rev или по опосредованному механизму, ингибирует экспрессию многократно сплайсированных информационных РНК-матриц, с которых транслируются регуляторные белки – Tat, Nef и, в том числе, сам Rev. Любопытная подробность состоит в том, что Rev не ингибирует экспрессию несплайсированной информационной РНК для Tat, то есть содержащей только первый кодирующий экзон Tat, который вполне функционально дееспособен. Экспериментальным фактом является то, что одновременно с интенсивной трансляцией со структурных генов продолжает транслироваться одно-экзонный Tat-белок.
В области гена структурного оболочечного белка env идентифицирована последовательность нуклеотидов, направленный мутагенез которой приводит к отмене эффектов Rev. Эту последовательность рассматривают как акцептор для воздействия сигнала Rev и называют RevRe или кратко RRE (от англ. «Rev responsive element»). Вторичная структура этой RevRe – палочковидная петля с довольно высокой термодинамической характеристикой стабильности delta G= -115.1 килокалорий/моль [Sadaie M.R. et al., 1988] (рис.11).
В независимой работе Dayton АЛ. et al. [1988] идентифицировали в пределах гена env последовательность, содержащую не менее 250 пар оснований, и находящуюся на расстоянии в 300 пар оснований от каждого из сайтов сплайсинга, и назвали ее CAR (от англ. «cis-acting art-responsive element»), то есть элементы, реагирующие на продукт гена art (rev) и расположенные в положении cis по отношению к гену rev. CAR выделили, интродуцировали в плазмиду экспрессии gag (5′-LTR-gag-prot-CAR-3′ -LTR), трансфецировали в клетки линии COS (трансформированные клетки почки обезьяны) и подтвердили, что CAR выполняет функции акцептора для восприятия регуляторных влияний белка Rev.
Существуют следующие экспериментальные данные, соответствующие предположению, что белок Rev сам непосредственно взаимодействует с нуклеотидной последовательностью RevRe. В опытах по направленному мутагенезу получили набор мутантных белков Rev, которые оказались лишенными исходной биологической активности, но при этом значительная часть их них были способны эффективно блокировать функцию нативного белка Rev. Авторы этой работы Malim et al. (1989) надеются, что эти и подобные мутантные регуляторные белки ВИЧ, которые они назвали транс-доминантными репрессорами, в данном случае в отношении функции Rev, могут быть испробованы в качестве высокоспецифичных противовирусных лекарственных препаратов.
Петлеобразные структуры TAR и RRE по предложениям ученых французской школы [Hovanessian A.G., 1990] могут выступать как активаторы таких клеточных ферментов как 2-5А-синтетазы (р40-46, р69, р100) и протеинкиназы р68. Оба эти фермента индуцируются интерфероном, но неактивны без взаимодействия с двуспиральной или петлевой структурой РНК. Предполагают, что будучи активированной RRE, 2-5А-синтетаза может катализировать процесс сплайсинга. Протеинкиназа, активированная TAR, фосфорелирует и, тем самым, инактивирует ингибитор фактора NF-kB, подавляющий функционирование NFkB. В результате активируется NF-kB и, следовательно, усиливается процесс транскрипции, в том числе и с генов вируса ВИЧ.