Геноидентификация вируса бычьего лейкоза

Москва

ИНФРА-М

2020

ГЕНОИДЕНТИФИКАЦИЯ 

ВИРУСА 

БЫЧЬЕГО ЛЕЙКОЗА

Монография

Г34 

Геноидентификация вируса бычьего лейкоза : монография /

Н.З. Хазипов, Р.Р. Вафин, А.Ю. Шаева [и др.]. — М. : ИНФРА-М,
2020. — 163 с. — (Научная мысль). — www.dx.doi.org/10.12737/21030.

ISBN 978-5-16-012313-4 (print)
ISBN 978-5-16-105217-4 (online)

В монографии представлены сведения о лейкозе крупного рогатого

скота – распространенной инфекции, наносящей значительный урон
животноводству, о возбудителе этой инфекции – вирусе бычьего лейкоза, о трансформации клеток под действием вируса, что представляет риск
развития онкологических болезней человека. Подробно рассматриваются вопросы генотипирования возбудителя, типизации депонированных
в генбанке NCBI представителей вируса бычьего лейкоза в зависимости
от способа геноидентификации, дается обоснование существования нового, 8-го генотипа вируса бычьего лейкоза и случаев его выявления в различных регионах мира, в том числе в животноводческих хозяйствах Республики Татарстан.

УДК 619(075.4)

ББК 48

УДК 619(075.4)
ББК 48

Г34

© Коллектив авторов, 2016

ISBN 978-5-16-012313-4 (print)
ISBN 978-5-16-105217-4 (online)

Подписано в печать 15.12.2016. 

Формат 60×90/16. Печать цифровая. Бумага офсетная. 

Гарнитура Newton. Усл. печ. л. 10,19. 

ППТ8.

ТК 640666-851546-100816

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1.

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86.
Факс: (495) 280-36-29.

E-mail: books@infra-m.ru
http: //www.infra-m.ru

ФЗ 

№ 436-ФЗ

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

  9 

иРНК tах/rех (2,1 тыс.н.) и немного в меньшем количестве – иРНК, кодирующие R3 и G4. 

 

Рис. Б. Структура провируса ВБЛ:  
гены, РНК-транскрипты и вирусные белки 
 
Провирус ограничен двумя идентичными последовательностями 
длинных концевых повторов (LTRs) и содержит открытые рамки считывания (ORFs), соответствующие gag, prt (протеаза), pol и env генам. Ряд 
ORFs, кодирующих Tax, Rex, R3 и G4, присутствуют в X-регионе между 
геном env и 3' LTR [118]. 
На обоих концах молекулы содержатся последовательности нуклеотидов, называемые LTR (Long Terminal Repeat) – длинные концевые 
повторы, которые состоят из трех регионов: U3 – уникальная последовательность нуклеотидов (358 п.н.), R – повторяющиеся последовательности (100 п.н.) и U5 – уникальные последовательности нуклеотидов 
(180 п.н.). 

Транскрипция геномной РНК начинается с первого нуклеотида 

в R-районе 5' LTR и заканчивается последним нуклеотидом в R-районе 
3' LTR.  

Регион U3 5' LTR – регуляторный район транскрипции вирусной 

РНК. Ключевым регуляторным районом является тройной повтор в 21 
п.н. (ТхRE), он находится в середине LTR и взаимодействует с клеточными факторами траскрипции – CREB (белок, связывающий элемент, 
реагирующий с циклической АМФ), ATF-1 и ATF-2. Этот же сайт LTR 
является мишенью для белка Tax, активатора вирусной транскрипции, 
который укрепляет связь CREB с ДНК [184]. 
Есть и другие элементы в U3 районе, участвующие в регуляции 
транскрипции вирусных РНК. Среди них – NF-κB-связывающий сайт 
(ядерный фактор каппа белков), с которым связываются члены семейства каппа-В-белков (р49, р50 и р65) [90, 154]. Другой элемент необходим 
для ответной реакции LTR промотора к глюкокортикоидам [182, 107]. 
В U5 районе есть сайт связывания интерферон-регуляторных факторов (IRF-1 и IRF-2), которые стимулируют транскрипцию в отсутствии 
белка Tax. Есть последовательности нуклеотидов и в R-районе 5' LTR, 
которые участвуют в регуляции транскрипции. 
За точкой старта транскрипции локализован Е-бокс мотив (5'-Ц-А-ЦГ-Т-Г-3'), связывающий стимуляторные факторы транскрипции клетки – 
USF-1 и USF-2, которые подавляют LTR-направляемую экспрессию. 
Кроме того, вирусная экспрессия регулируется и путем модификации активности клеточной ДНК, например, с помощью ацетилирования 
гистонов и метилирования ДНК. 
Так же, как и клеточная, вирусная экспрессия регулируется и на 
посттранскрипционном уровне, например, вирусным белком Rex, который взаимодействует с 3' LTR, что необходимо для экспорта из ядра 
в цитоплазму целых или односплайсированных вирусных транскриптов. 
Транскрипция РНК с провирусной ДНК начинается с границы 
U2/R5' LTR и до последнего нуклеотида в R-районе 3' LTR, после чего 
она полиаденилируется. 3'-конец геномной РНК содержит высокоструктурированный район RxRE, который необходим для транспорта РНКпосредника из ядра в цитоплазму. 
После выхода из ядра геномная РНК может стать матрицей для синтеза белка-предшественника Рг145gag-роl, из которого после расщепления 
образуются структурные и энзиматические белки (остальные вирусные 
белки, необходимые для репродукции вируса, образуются путем транскрипции встроенной вирусной ДНК в соответствующие им иРНК) или 
включаться в формирующиеся вирионы, если эти белки в клетке уже 
есть [73, 118]. 
Гены gag и протеазы. Ген gag кодирует белок-предшественник 
Pr44gag – полипептид, который впоследствии расщепляется на белки вирусной частицы (p15, p24 и p12) [130, 121, 141, 158, 171, 146].  
Матриксные (MA) белки p15 связаны с геномной вирусной РНК, но 
также взаимодействуют и с двойным липидным слоем вирусной мембраны. Структурно MA содержат четыре основные спирали, которые 
соединены короткими петлями (цепочками) [105]. Матриксный белок 
может быть далее расщеплен на три фрагмента: полипептиды p10, p4 
и продукт из семи аминокислот [129]. 

Нуклеокапсид p12 – белок, тесно связанный с упакованной геномной РНК [130, 152].  
p24, нейтральный и умеренно гидрофобный белок, является главным 
компонентом капсида вириона BLV. Белок CA – главная мишень для 
иммунного ответа с высокими титрами антител, обнаруживаемыми 
в сыворотках инфицированных животных. Он имеет два сайта узнавания Т-лимфоцитами [140, 180]. Основываясь на использовании моноклональных антител, обнаружено, что капсидный белок BLV имеет эпитоп (антигенную детерминанту), общий с CA HTLV, что предполагает 
эволюционное родство между этими двумя вирусами. 

Протеолитическое расщепление Рr44gag осуществляет вирусная про
теаза р14, которая кодируется областью ДНК между генами gag и роl. 
Белок р14 синтезируется с предшественника gag-протеазы Рr66gag-рrt, который транскрибируется путем сдвига рамки считывания гена gag. Несмотря на эволюционное родство, протеазы BLV и HTLV обладают специфичностью в узнавании мест расщепления [177]. 
Ген pol. Ген pol транслируется путем сдвига рамки считывания в виде белка-предшественника 145 кДа [139]. Pr145 содержит все пептиды 
предшественника gag-протеазы и, таким образом, представляет собой 
продукт элонгации Pr66gag-prt. Белок-предшественник 145 кДа расщепляется далее на белки Рr 66 кДа и Рr 80 кДа. Ген роl кодирует обратную 
транскриптазу (80 кДа). Среди многих своих функций, обратная транскриптаза (ревертаза) служит в качестве РНК-зависимой ДНК-полимеразы (которая преимущественно активна в присутствии ионов Mg2+) [87, 
132], а ДНК-зависимая ДНК-полимераза, интеграза и РНКаза, каждая 
в меру своей определенной функции, представляют различную часть 
белковой молекулы [63]. Интеграза необходима для внедрения двунитчатой вирусной ДНК в геном клетки хозяина [169, 108].  
Ген env. Ген env кодирует белки оболочки BLV. Он транскрибируется в иРНК (5,1 тыс.н.), кодирующую белок-предшественник Pr72env [129, 
109, 141, 171, 146]. Оболочки BLV и HTLV имеют в аминокислотной 
последовательности 36%-ную идентичность. Предшественник Pr72env 
расщепляется на две субъединицы – поверхностный gp51 (SU) и трансмембранный gp30 (ТМ) белки, гликозилированные полипептиды [159, 
160, 167, 128]. SU и ТМ соединяются дисульфидными связями, образуя 
относительно устойчивый (стабильный) комплекс [91]. Трансляция 
иРНК этого предшественника осуществляется, вероятно, на рибосомах 
шероховатого ретикулума, после чего такие белки гликозилируются или 
фосфорилируются, упаковываются в аппарате Гольджи и выносятся на 
поверхность клетки либо для встраивания их в мембрану, либо для экспорта из клетки. 
Интересно, что Pr72env при делении клетки концентрируется в основном только в одной из дочерних клеток [130], тем самым, возможно, позволяя другой дочерней клетке уклоняться от сильного иммунного ответа, допуская, таким образом, персистенцию вируса в этих клетках [118].  
В отличие от трансмембранных белков (ТМ), которые мало иммуногенны, SU индуцируют сильную экспрессию специфичных антител 

у инфицированных животных. Некоторые моноклональные антитела (F, 
G и H), направленные против структурных эпитопов (антигенных детерминант) поверхностного белка SU, проявляют нейтрализующую активность [159, 99, 100]. Ни один из известных вирусных штаммов не лишен 
одновременно реактивности F, G и H, говоря о том, что потеря этих трех 
антигенных детерминант, возможно, означает потерю инфекционности. 
Исследованиями показано, что антигенные детерминанты 39–48, 78–92, 
144–157 и 177–192 также вовлечены в вирусную инфекционность [161, 
117]. Интересно, что аминокислотные остатки 144–157 белка SU соответствуют региону оболочечного гликопротеида HTLV-1, который также участвует в нейтрализации. Слияние клеток, т.е. образование синцития, ингибируется сывороткой против пептидов 64–73, 98–117 и 177–
192. Эта последняя последовательность (в частности, аминокислотные 
остатки P177 и D178 поверхностного белка SU), стимулирующая пролиферацию лимфоцитов, выделенных от инфицированных коров, является 
эпитопом Т-хелпера. CD8-цитотоксичная активность связана с пептидами 121–140, 131–150 [122] или 24–31 [144, 126]. 
Трансмембранный белок ТМ является ключевым фактором в процессе слияния инфицированной клетки с новым лимфоцитом-мишенью 
[127, 176].  
Гены R3 и G4 orf (открытые рамки считывания). Открытые рамки считывания принадлежат промежуточному региону, расположенному между генами env и tax/rex. Эти последовательности транскрибируются в иРНК, результатом трансляции которой являются белки 5,5 кДа 
(R3) и 11,6 кДа (G4). Белок R3 содержит 17 аминокислотных остатков, 
общих с белком Rex и 27 аминокислот – с R3 orf [142]. Белок R3, как 
и белок Rex, может быть вовлечен в посттранскрипционную регуляцию 
эспрессии вируса. R3 локализуется в ядре и клеточных мембранах, как 
и белок p12I HTLV-1. Белок G4 располагается в ядре и митохондриях, 
подобно p13II HTLV-1 [131], и, возможно, участвует в трансформации 
клеток. R3 и G4 не обязательны для инфекционности in vivo, но интеграция этих генов важна для эффективной репродукции вируса в организме 
[86, 135, 163]. 
Ген Rex. Последовательности rex высоко консервативны среди различных изолятов ВЛКРС (менее 5% изменчивости) [103]. Продуктом 
этого гена является белок 18 кДа, образующийся путем сдвига рамки 
трансляции гена rex orf. Белок Rex имеет точечное ядерное расположение, связан с ядерными порами и участвует в посттранскрипционной регуляции.  
иРНК Rex содержит 2,1 тыс. оснований и кодирует не только Rex, но 
и белок Тax. Экспрессия иРНК tax/rex, в отличие от других вирусных 
иРНК, поддерживается на последних стадиях лейкемии или лимфосаркомы [178].  
Тax-трансактиватор. Тax белок – другой протеин, кодируемый 
иРНК Rex (2,1 тыс. н.). Он является транскрипционным активатором 
экспрессии вируса. Тax orf – наибольший Х-регион, локализованный между геном env и 3’-концом LTR. Белок Тax – мишень для иммунного от