История обнаружения австралийского антигена очень интересная и определенно заслуживает внимания.
Американский врач и ученый Барух Бламберг, руководивший отделом географической медицины и генетики Национального института здравоохранения США, исследовал различия в строении белков у жителей разных регионов планеты.
В 1963 году Бламберг и его коллега Энтони Аллисон сделали неожиданное открытие. Антитела, выделенные ими из крови больного гемофилией ньюйоркца, почему-то реагировали с сывороткой, полученной от австралийского аборигена. Надо сказать, что вследствие изолированности Австралии от остального мира, тамошние аборигены сильно отличаются от других людей. И вдруг с какой-то стати у жителя Нью-Йорка находятся антитела, реагирующие на специфический антиген, который, по мнению Бламберга и Аллисона, имелся только у коренных жителей Австралии. Как говорится – где имение и где наводнение?
Вскоре выяснилось, что австралийский антиген не такая уж и редкость в Соединенных Штатах и что он не связан с принадлежностью к определенной этнической группе. Сначала ученые думали, что австралийский антиген является одним из вариантов естественного человеческого белка, но однажды Бламберг обнаружил австралийский антиген у человека, ранее такого белка не имевшего (многие пациенты наблюдались длительное время и кровь для анализа бралась у них много раз). Естественный белок не может появляться в середине жизни. Все естественные белки присутствуют в организме от рождения. В результате болезненных процессов отдельные белки могут распадаться, исчезать. Исчезать, но не появляться.
Бламберг связал появление австралийского антигена с недавно перенесенным заболеванием печени. В ходе дальнейших исследований его предположение полностью подтвердилось. Определение австралийского антигена в крови стало использоваться как тест на присутствие в организме вируса гепатита В. Тест этот имел очень важное практическое значение, поскольку он позволял не только правильно ставить диагноз, но и предупредить распространение вируса при переливании крови.
Кроме поверхностного «австралийского» антигена, который обозначают как HBsAg, у вируса гепатита В есть сердцевинный антиген HBcAg и антиген e (HBeAg), который выделяется в кровь из печеночных клеток только при активном размножении вируса. Наличие в крови антигена HBeAg указывает на то, что человек, зараженный вирусом, может заражать других людей. Антиген e может циркулировать в крови в свободном виде или в виде комплекса с антителом.
[59]
[60]
HBsAg – белок, находящийся в суперкапсиде. Кроме него, в суперкапсиде присутствуют еще два вирусных белка.
HBcAg и HBeAg – это капсидные белки (их молекулы образуют капсид).
Давайте посмотрим, как распределяются обязанности между четырьмя генами вируса гепатита В, которые принято обозначать буквами S, C, P и X. Мало того, что они сильно перекрываются друг с другом, они еще и кодируют синтез различных продуктов.
Ген S кодирует синтез трех белков, молекулы которых встраиваются в суперкапсид, в том числе и австралийского антигена HBsAg.
Ген С кодирует синтез капсидных белков (HBcAg и HBeAg).
Ген Р – самый длинный из этой «великолепной четверки». Он перекрывается с каждым из трех других генов и кодирует ферменты, необходимые для размножения вируса, в частности – обратную транскриптазу.
«Стоп! – скажут сейчас внимательные читатели. – Какая, к лешему, обратная транскриптаза? Этот фермент, превращающий молекулу РНК в молекулу ДНК, вирусу гепатита В совершенно не нужен, ведь его геном записан в ДНК, а не в РНК!».
А вот и нужен, представьте. Только об этом будет сказано чуть позже, после завершения знакомства с генами.
Ген X кодирует белки, регулирующие экспрессию или выраженность всех вирусных генов. Грубо говоря, эти белки обеспечивают считывание информации с генов. Ген Х можно назвать самым главным или самым важным геном. Он даже главнее гена Р, обеспечивающего размножение вируса, потому что считывание генетической информации имеет первостепенное значение. Все начинается с этого. Дефекты гена Х делают молекулу вирусной ДНК такой же бесполезной, как бесполезна книга для человека, не умеющего читать.
С генами мы закончили, теперь можно заняться обратной транскриптазой.
Представители семейства гепаднавирусов любят выпендриваться и ради того, чтобы выделиться из толпы, готовы существенно усложнять себе жизнь. Копирование вирусной ДНК происходит у них не обычным образом, а «шиворот-навыворот», с образованием промежуточной РНК-матрицы. Когда вирусная ДНК проникает в клеточное ядро, на ее матрице образуются три РНК-матрицы для синтеза белков и одна прегеномная РНК, которая служит матрицей для сборки отрицательной цепи вирусной ДНК. Затем, на матрице отрицательной цепи синтезируется положительная цепь. Синтез новых молекул ДНК на прегеномных РНК-матрицах происходит не в ядре, а в цитоплазме, причем – уже внутри капсида, в который РНК-матрица «упаковывается» вместе с обслуживающими ее ферментами. В процессе синтеза происходит распад использованной части РНК-матрицы и в конечном итоге внутри капсида остаются молекула вирусной ДНК и фермент ДНК полимераза, который собирал положительную цепь ДНК на матрице отрицательной.
Зачем гепаднавирусам нужны подобные сложности, пока еще не ясно. Можно сказать только одно – ни у какого другого семейства ДНК-вирусов, кроме паразитирующих в клетках растений колимовирусов, такого причудливого механизма копирования генетического досье нет. Гепаднавирусы и колимовирусы – настоящие уникумы.
[61]
Кстати говоря, большинство гепаднавирусов может размножаться только в клетках организма-хозяина, но не в лабораторных клеточных культурах. Эта проблема мешает как изучению вирусов, так и созданию вакцин против них. Такая вот тоска-печаль.
Примечательный нюанс – при такой скрытности, которая побуждает синтезировать свою ДНК внутри капсида, втайне ото всех, вирус гепатита В спокойно может встроить свою ДНК (полностью или частично) в ДНК клетки-хозяина. Невероятная «скрытность» и столь же невероятная «щедрость» уживаются в одном флаконе. Кавычки неслучайны, ибо в приобщении своего генетического досье в досье клетки-хозяина на самом деле нет никакой щедрости, а есть только стремление к вечной жизни, к тому, чтобы «тиражирование» вируса происходило бы по общим клеточным механизмам.
Никакой вечной жизни при этом вирус не получает, поскольку внедрение в клеточный геном приводит к неконтролируемому росту и организм-хозяин в скором времени погибает от рака печени. Но безмозглым вирусам этого не понять, им кажется (если им вообще может что-то казаться), что встраивание своей ДНК в хозяйскую решает все проблемы.
