Вирус-оборотень
Совершенно зашиваюсь последние недели две и на работе и дома, но расскажу вам интересную историю с недавней конференции.
Группа Марио Родерера тестировала идею ВИЧ-вакцины на макаках. Одним из подходов для того, чтобы понять как вакцина работает, является так называемый sieve analysis. Это довольно сложный биоинформационный анализ генетических последовательностей вирусов, но суть его заключается в том, что смотрят как меняется разнообразие среди тех вирусов, которые несмотря на вакцину смогли заразить макак. Если определенные варианты обнаруживаются реже (по сравнению с их частотой в инокуляте), то это указывает на то, что иммунный ответ против них был эффективен и тогда можно попытаться найти какие из параметров иммунного ответа коррелируют с этой эффективностью. Если я плохо объяснил и вы ничего не поняли - не страшно, это для истории не принципиально. Важно то, что они через этот анализ нашли несколько вирусов с довольно загадочным фенотипом и потом путем перебора и тестирования нашли две конкретные мутации, которые отвечают за этот фенотип.
Для того, чтобы объяснить этот фенотип, нужно сначала рассказать о том, как тестируют вирусы на чувствительность к антителами. Вы смешиваете вирус с сывороткой крови (или с очищенным антителом), потом добавляете эту смесь к клеткам мишеням и смотрите насколько уменьшилось количество зараженных клеток по сравнению с контролем (вирус без сыворотки). Начинаете вы с очень больших разведений сыворотки, которые не имеют никакого эффекта на вирус и постепенно увеличиваете концентрацию сыворотки, в результате чего инфекционность вируса постепенно снижается до нуля.
Ниже приведена стандартная получающаяся картинка. Вирусы 127 и 128 - очень чувствительны к нейтрализации и при увеличении концентрации антитела они быстро ингибируются. Вирус 128(-ASYWNR) более устойчив и для того, чтобы его ингибировать нужно использовать более высокие концентрации. И наконец вирус 127(-RSYYNT) совершенно не чувствителен к данному антителу и сколько ты его не добавляй, эффекта не наблюдается.
Так вот вернемся к странному вирусу, найденому Родерером и ко. В подобном тестировании он ведет себя как 50/50 смесь двух вирусов - один из них довольно быстро нейтрализуется антителами, другой же совершенно устойчив к ним. Но это молекулярный клон, то есть оба они производятся с одной и той же ДНК! Что-то происходит при трансляции или посттрансляционной модификации белка оболочки вируса, что разделяет его на две такие радикально-разные формы - устойчивую и чувствительную. Может быть белок сворачивается иначе, может быть важную роль играет гликозилирование (добавление сахаров к белку) или сульфирование.
Соотношение 50/50 не абсолютно, оно слегка меняется если вирус производится в разных клеточных линиях. Но из него можно сделать некоторые выводы. Дело в том, что каждая вирусная частица несет на своей поверхности 25-50 белков оболочки. Считается, что одного такого белка достаточно для того, чтобы вирус мог заразить клетку. Если бы две формы белка оболочки (чувствительная и устойчивая) создавались в соотношении 50/50, то по теории вероятности подавляющее большинство (>99%) вирусных частиц несло бы как минимум одну копию устойчивой формы и было бы устойчивым к антителам и мы бы не наблюдали соотношения 50/50 для вирусных частиц. Для наблюдаемого 50/50 соотношения требуется, чтобы устойчивая форма производилась очень редко, менее чем в 2% случаев.
Такая вот история. Собственно практических выводов из нее больших не сделать, но она служит иллюстрацией того, насколько непредсказуемы бывают биологические системы и как трудно контролировать все возможные переменные. В некоторых случаях переменной может оказаться даже то, что вы считали константой.
Группа Марио Родерера тестировала идею ВИЧ-вакцины на макаках. Одним из подходов для того, чтобы понять как вакцина работает, является так называемый sieve analysis. Это довольно сложный биоинформационный анализ генетических последовательностей вирусов, но суть его заключается в том, что смотрят как меняется разнообразие среди тех вирусов, которые несмотря на вакцину смогли заразить макак. Если определенные варианты обнаруживаются реже (по сравнению с их частотой в инокуляте), то это указывает на то, что иммунный ответ против них был эффективен и тогда можно попытаться найти какие из параметров иммунного ответа коррелируют с этой эффективностью. Если я плохо объяснил и вы ничего не поняли - не страшно, это для истории не принципиально. Важно то, что они через этот анализ нашли несколько вирусов с довольно загадочным фенотипом и потом путем перебора и тестирования нашли две конкретные мутации, которые отвечают за этот фенотип.
Для того, чтобы объяснить этот фенотип, нужно сначала рассказать о том, как тестируют вирусы на чувствительность к антителами. Вы смешиваете вирус с сывороткой крови (или с очищенным антителом), потом добавляете эту смесь к клеткам мишеням и смотрите насколько уменьшилось количество зараженных клеток по сравнению с контролем (вирус без сыворотки). Начинаете вы с очень больших разведений сыворотки, которые не имеют никакого эффекта на вирус и постепенно увеличиваете концентрацию сыворотки, в результате чего инфекционность вируса постепенно снижается до нуля.
Ниже приведена стандартная получающаяся картинка. Вирусы 127 и 128 - очень чувствительны к нейтрализации и при увеличении концентрации антитела они быстро ингибируются. Вирус 128(-ASYWNR) более устойчив и для того, чтобы его ингибировать нужно использовать более высокие концентрации. И наконец вирус 127(-RSYYNT) совершенно не чувствителен к данному антителу и сколько ты его не добавляй, эффекта не наблюдается.
Так вот вернемся к странному вирусу, найденому Родерером и ко. В подобном тестировании он ведет себя как 50/50 смесь двух вирусов - один из них довольно быстро нейтрализуется антителами, другой же совершенно устойчив к ним. Но это молекулярный клон, то есть оба они производятся с одной и той же ДНК! Что-то происходит при трансляции или посттрансляционной модификации белка оболочки вируса, что разделяет его на две такие радикально-разные формы - устойчивую и чувствительную. Может быть белок сворачивается иначе, может быть важную роль играет гликозилирование (добавление сахаров к белку) или сульфирование.
Соотношение 50/50 не абсолютно, оно слегка меняется если вирус производится в разных клеточных линиях. Но из него можно сделать некоторые выводы. Дело в том, что каждая вирусная частица несет на своей поверхности 25-50 белков оболочки. Считается, что одного такого белка достаточно для того, чтобы вирус мог заразить клетку. Если бы две формы белка оболочки (чувствительная и устойчивая) создавались в соотношении 50/50, то по теории вероятности подавляющее большинство (>99%) вирусных частиц несло бы как минимум одну копию устойчивой формы и было бы устойчивым к антителам и мы бы не наблюдали соотношения 50/50 для вирусных частиц. Для наблюдаемого 50/50 соотношения требуется, чтобы устойчивая форма производилась очень редко, менее чем в 2% случаев.
Такая вот история. Собственно практических выводов из нее больших не сделать, но она служит иллюстрацией того, насколько непредсказуемы бывают биологические системы и как трудно контролировать все возможные переменные. В некоторых случаях переменной может оказаться даже то, что вы считали константой.