Ученые из США раскрыли механизм, который поддерживает присутствие онкогенного вируса Эпштейна — Барр в клетках человека. Известный и ранее вирусный белок EBNA1 оказался необходим для успешного завершения копирования вирусной ДНК. Исследователи предположили, что их работа может положить начало разработке новой группы лекарственных средств, препятствующих латентной инфекции вирусом и росту опухолей. Работа опубликована в Cell.

Вирус Эпштейна — Барр относится к семейству герпесвирусов. В некоторых случаях он вызывает длительную латентную (скрытую) инфекцию и тем самым повышает риск возникновения некоторых онкологических и аутоиммунных заболеваний (подробней про историю его открытия и связь с онкологическими заболеваниями можно прочитать в материале N + 1 «Тихая пандемия»).

Как и другие онкогенные герпесвирусы, вирус Эпштейна — Барр присутствует в опухолевых клетках в виде небольших кольцевых молекул ДНК — эписом. О процессе репликации вирусной эписомы было известно немало. Например, что вирусный белок EBNА1 — единственный, который необходим для репликации эписом и поддержания их присутствия в клетках в течение латентной фазы инфекции. Однако для этого белка ранее не было показано никаких ферментных функций.

У некоторых ферментов, принимающих участие в завершении репликации плазмид, есть общая черта — остаток аминокислоты тирозина, с помощью которого белки формируют временную ковалентную связь с фосфодиэфирным «скелетом» ДНК. Один из классов таких белков — топоизомеразы — вносят в излишне скрученную после репликации спираль ДНК разрез и восстанавливают ее топологию.

Ученые из Вистаровского института под руководством Пола Либермана (Paul Lieberman) выяснили, что EBNA1 тоже обладает тирозиновым остатком, через который белок формирует временное соединение с ДНК, а также может вносить одноцепочечный разрез.

Группа ученых обнаружила, что ковалентные связи между EBNA1 и ДНК формируются в зависимости от стадии клеточного цикла. EBNA1-ДНК аддуктов было много в поздней S и в G2/M фазах цикла, когда клетка удваивает хромосомы, готовится к митотическому делению и делится.

Тирозин в позиции 518 оказался крайне необходим для формирования аддуктов: белок с его заменой на фенилаланин хотя и связался с точкой начала репликации, но не смог сформировать ковалентную связь с ДНК.

Также мутантный EBNA1 с замененным тирозином-518 оказался не справился со своей основной функцией — поддержанием количества плазмид в делящихся клетках человека. Исследователи трансформировали клеточные линии плазмидами с мутантным белком. Кроме этого, они несли ген устойчивости к гидромицину. Через три дня после трансфекции статистически значимых различий в активности репликации плазмиды не было по сравнению с клетками, которые трансфицировали эписомами с неизмененным EBNA1. А уже через 20 дней клетки с измененным вирусным белком потеряли устойчивость к антибиотику.

Исследователи также отметили, что способность латентного вируса иммортализировать B-лимфоциты, то есть превращать их опухолевые клетки, также зависит от тирозинового остатка. К 21 дню наблюдений белок с заменой тирозина привел к снижению количества копий плазмид в клетках. Из 20 таких образцов только один переродился в слаборастущую лимфобластому.

В ходе экспериментов ученые обнаружили нуклеазную активность EBNA1. Способность разрезать ДНК белок также терял с заменой тирозина.

Таким образом, ученые сделали вывод, что EBNA1 с заменой тирозина не смог образовать структур, связанных с нормальным завершением репликации плазмиды. Полученные данные подтверждают, что EBNA1 необходим для отделения новой копии вирусного генома. При нарушении этого процесса, вирусная ДНК не попадает в дочерние клетки при делении. Исследователи указывают на возможность разработки лекарственных средств, которые бы блокировали связанный с ДНК EBNA1 и мешали распределению вирусных эписом. Такая терапия имеет шанс помешать образованию и развитию связанных с вирусом Эпштейна — Барр опухолей.

Онкогенные свойства вирусов давно привлекают внимание специалистов. О том, как вирусы вызывают опухолевые заболевания, редакция N + 1 рассказывала в материале «Вот зараза». Взаимосвязь вирусов и онкологии еще раз подтверждало прошлогоднее исследование.

Вера Сысоева