Негенетические взаимодействия между вирусами

Между вирусами наблюдаются негенетические взаимодействия, которые могут влиять на результаты генетических исследований. Эти негенетические взаимодействия часто приводят к фенотипическому маскированию истинного вирусного генотипа.

Гетерозиготность

При совместном культивировании двух штаммов вируса может происходить формирование вирионов, содержащих в своем составе два разных генома или по крайней мере один полный геном и часть второго генома. Это явление названо гетерозиготностью. У некоторых вирусов с гаплоидным геномом гетерозиготность обусловлена неправильной упаковкой геномов при созревании, приводящей к возникновению мультиплоидных частиц. Например, у вируса ньюкасльской болезни более 10% потомства, проанализированного при пассировании после скрещивания, содержало оба родительских типа; это указывает на то, что клоны получены из гетерозиготных мультиплоидных частиц. Действительно, в этих вирусных популяциях наблюдалось значительное число мультиплоидных частиц. Комплементация между геномами в гетерополиплоидных частицах была ошибочно интерпретирована как рекомбинация. Мультиплоидных частиц не наблюдали у вирусов без внешней оболочки, у которых структурные ограничения при упаковке делают маловероятным попадание двух геномов в один капсид. Соответствено гетерозиготность у этих вирусов не обнаружена.

В генетике высших организмов гетерозиготность означает состояние, при котором диплоидные хромосомы различаются по аллельным маркерам в одном или нескольких локусах. У вирусов животных гетерозиготность этого типа обычно не встречается, поскольку, за небольшими исключениями, геномы этих вирусов гаплоидны. Однако геномы ретровирусов полностью диплоидны — они состоят из двух молекул геномной РНК. Ретро-вирусы могут быть гетерозиготны по всем маркерам, и гетерозигота постулируется в качестве промежуточного этапа при рекомбинации.

Частично диплоидны ДНК-содержащие вирусы, в ДНК которых встречаются повторяющиеся последовательности. Возможна также гетерозиготность по диплоидным локусам. Гетерозиготность наблюдается в геноме НSV, у которого концевые и внутренние повторяющиеся последовательности допускают существование некоторых аллелей в двух копиях. Хотя аллели в диплоидных участках обычно идентичны, найдены области облигатной и необлигатной гомологии последовательностей. Выделены рекомбинанты НSV -1 и НSV -2, содержащие гетерозиготные концевые повторы. Гетерозиготность по концевым участкам влияет на изомеризацию генома, которая обычно происходит у герпесвирусов.

Фенотипичеокое смешивание

Фенотипическим смешиванием называют процесс, в резуль­тате которого индивидуальная вирусная частица, образовавшая­ся при смешанной инфекции, получает структурные белки (капсида или оболочки), происходящие от обоих родительских виру­сов. В крайнем варианте дочерний геном, генотипичеоки иден­тичный геному одного из родителей, упаковывается в капсид или оболочку, определяемую другим родителем. Смешивание геномов и структурных белков приводит к образованию вирус­ных частиц, в которых фенотипические свойства вирусов не от­ражают фенотипических потенций генома. Тем не менее при последующем заражении экспрессия генома приводит к обра­зованию потомства, в котором фенотип соответствует генотипу. Таким образом, фенотипичеокое смешивание представляет собой преходящий феномен.

Фенотипическое смешивание довольно широко распростране­но у вирусов без оболочки, близкородственных между собой. Способность капсидных белков смешиваться и давать урожай инфекционного вируса предполагает, что смешанные белки дол­жны играть весьма сходную структурную роль в вирионе.

Фенотипическое смешивание наблюдается при смешан­ной инфекции,многими вирусами, причем эти вирусы мо­гут быть как близкими друг другу (например, вирусы гриппа А и В или разные серологические подтипы вируса гриппа А), так и весьма далекими (онковирусы и рабдовирусы).

Фенотипическое смешивание структурных антигенов наблюдали между близкородственными вирусами, такими как вирусы полио­миелита типов 1 и 2 и между более отдаленными родствен­никами, такими как вирусы ЕСНО 7 и Коксаки А9.

В некоторых случаях фенотипичеокого смешивания большая часть по­томства имела полностью гетерологичный капсид (гранскапсидация). Патогенные вирусы, например вирус ящура и бы­чий энтеровирус или вирус полиомиелита и вирус Кокса­Ки , дают транскапсидацию in vitro, что может иметь эпиде­миологические последствия в том случае, если транскапсидация происходит также и in vivo.

Фенотипическое смешивание свободно протекает у ряда РНК- и ДНК-сбдержащих вирусов с оболочкой. У этих вирусов фенотипическое смешивание часто происходит таким образом, что нуклеокапоид данного вируса оказывается заключенным в оболочку, определяемую другим вирусом; это явление получило название «образование псевдотипа». Комплементация, наблюдаемая между дефектными по репликации РНК-содержащими опухолеродными вирусами и их помощниками (см. выше), приводит к образованию псевдотипов, поскольку поверхностные гликопротеины обычно кодируются вирусом-помощником. Вирус везикулярного стоматита образует псевдотипы с рядом других вирусов, имеющих оболочку, включая вирус чумы птиц, группы птичьих и мышиных РНК-содержащих опухолеродных вирусов, и НSV. Тем не менее в процессе образования вирусов с оболочкой одних вирусов и нуклеокапсидами других существуют ограничения, на что указывает отсутствие фенотипического смешивания между вирусом везикулярного стоматита и вирусом Синдбис [12]. Не все фенотипичеоки смешанные частицы вирусов с оболочкой представляют собой псевдотипы. Может происходить также смешивание белков оболочки, что приводит к образованию вирионов, нейтрализуемых антисыворотками к обоим родителям.

Интерференция

У вирусов животных найдено несколько типов интерференции. Наибольший интерес для генетиков представляет гомологичная интерференция, которая проявляется только по отношению к гомологичному вирусу или к близкородственным вирусам.

Одной из форм хорошо изученной гомологичной интерференции является интерференция, наблюдающаяся при серийных пассажах вируса при высокой множественности заражения [65]. В этих условиях суммарный урожай вирусных частиц остается относительно постоянным, однако урожай инфекционного вируса снижается по мере пассирования. Таким образом, наблюдается интерференция в отношении роста инфекционной части вирусной популяции. Изучение этих интерферирующих вирусных популяций показало, что они содержат значительную долю вирусных геномов (геномных сегментов) с делециями.

Выдвинуто предположение, что делеционные мутанты интерферируют с ростом полного вируса, эффективно конкурируя за компоненты репликационного аппарата, например за полимеразу [65], что приводит к образованию все увеличивающейся доли дефектного интерферирующего вируса. В последнее время предполагают, что хотя дефектный интерферирующий вирус может конкурировать с полным вирусом за компоненты репликационного аппарата, он не обязательно мешает репродукции полного вируса. Гомологичная интерференция наблюдается не только с делеционными мутантами, но и с мутантами других типов.