ВИЧ/СПИД: 30 лет за 30 недель - 2004

ВИЧ, как известно, произошел от ВИО - вируса иммунодефицита обезьян (читать подробности). Но если ВИЧ ввести обезьянам, то ничего не произойдет. Даже если инфекция и случится, то СПИД не разовьется. Почему? Потому что и у них есть антивирусный белок TRIM5alpha. Этот белок ловит вирус на входе в клетку и отправляет его на разрушение. ВИО может существовать в обезьянах, потому что он наловчился убегать от TRIM5alpha. У людей такой белок тоже есть, но у нас он отличается от обезьяннего. Когда ВИО перескочил в человека, то вирусу пришлось приспособиться к нашей версии белка TRIM5alpha и при этом он потерял способность уворачиваться от обезьяннего TRIM5alpha.

Как так получилось, что наша версия TRIM5alpha отличается от обезьянней? Точно мы не знаем, но одна студентка в моей прошлой лаборатории раскопала интересную историю, из которой получается, что примерно 4 миллиона лет назад в Африке бушевал страшный вирус, который косил всех приматов налево и направо, и из людей выжили лишь те мутанты, у которых TRIM5alpha мог с этим вирусом бороться (читать подробности).

До 2004 года о существовании TRIM5alpha догадывались, потому что было известно, что репликацию ВИЧ в клетках обезьян блокирует какой-то антивирусный агент, но именно работа Мэта Стремлау в лаборатории Джо Содроски открыла, что именно это был за белок. Для этого Мэту пришлось воспользоваться классическим методом, в котором в человеческие клетки была заброшена библиотека обезьянних генов. Клетки, получившие ген, кодирующий антивирусный белок, стали устойчивыми к инфекции ВИЧ и это позволило его определить. Впоследствии оказалось, что у TRIM5alpha есть целая семья родственников и все они имеют антивирусные функции. Вместе с уже описанным семейством антивирусных белков APOBEC, семейство TRIM относят к "внутреннему" иммунитету.

Еще белок TRIM5alpha интересен тем, что он вовлечен в уникальный случай параллельной молекулярной эволюции. Параллельная эволюция - это когда одинаковые признаки появляются в эволюции в двух разных видах независимо. Например - крылья птиц и крылья летучих мышей. Так вот, многие ретровирусы зачем-то связываются с белком циклофилином и эволюция нашла способ использовать этот факт дважды: один раз в южноамериканских обезьянах, другой раз в резус-макаках в Африке. В обоих случаях ген циклофилина был скопирован (вернее перенесен ретротранспозоном, но в эти детали я сейчас вдаваться не буду) и встроен в ген TRIM5alpha, да так, что кусок TRIM5alpha, в норме отвечающий за распознавание вируса, был замещен геном циклофилина. Получившийся в итоге химерный белок приобрел свойство блокировать ретровирусы, которым нужен циклофилин.

Вообще, существование APOBEC и TRIM показывает насколько были важны ретровирусы в нашей эволюции - для борьбы с ними мы приобрели в ходе эволюции целые семейства генов, чьей функцией является почти исключительно борьба с этими вирусами.