ГЛАВ А 4. ПРИОНЫ

Трансмиссионные губкообразные поражения головного моз­га были обнаружены у овец и коз (скрепи), норок (энцефа­лопатия) и человека (куру, пресенильная деменция, болезнь Крейтцфельда — Якоба).

Природа возбудителя скрепи остается предметом продол­жающихся исследований. Если исходить из результатов опы­тов с нагреванием, обработкой формальдегидом, облучением и считать генетическим материалом нуклеиновую кислоту, то ее размер составит IO⁵. При этом основные свойства генетиче­ского материала— наследственность и изменчивость — сохра­няются. Вообще же по этим свойствам агенты имеют скорее белковую, нежели нуклеиновую природу. Кстати, возбудитель скрепи инактивируется более интенсивно УФ-лучами при их длине 235 нм (что типично для белков), а не при 254—260 нм (что типично для нуклеиновых кислот).

Попытки очистить возбудителя скрепи, адаптированного к мышам, позволили заключить, что он связан с мембранами.

децилсульфатом натрия он становился чувствительным к ним. Отметим здесь же, что подобный феномен наблюдался при исследовании HBsAg — гидрофобного белка вируса гепати­та В, гликозилированного и имеющего обильные дисульфид­ные связи [Bolton D. et al., 1985]. Морфологически белок вы­глядит в виде фибрилл длиной 50—500 нм и толщиной 4—6 нм. На основе этих данных агент был определен термином прион — ,protein infectious particle [Prusiner S. et al., 1983]. Впрочем, эти данные оспариваются, и высказываются соображения о том, что возбудитель скрепи является обыкновенным мелким вирусом [Rohwer R., 1984]. При исследовании тканей, пора­женных скрепи, был выделен специфический для этой болезни белок г молекулярной массой 27 000—30 000 (,PrP 27—30). Белок, выделенный с помощью жестких процедур (кипячение в додецилсульфате натрия), не обладал инфекционными свой­ствами и имел уникальную последовательность из 17 амино­кислотных остатков на N-конце молекулы [Prusiner S. et al., 1984].

Суммируя полученные при изучении возбудителя скрепи данные, R. Carp и соавт. (1985) обращают внимание на сле­дующие факты. Инфекционность агента связана с белком, в частности с белком, имеющим молекулярную массу 27 000— ■30000, агент не является вироидом, с ним ассоциированы фи­ламентные структуры, существует генетический контроль его продукции. Рассматриваются три гипотезы: скрепи — прион, скрепи — вирион (регуляторная нуклеиновая кислота+«хозяй- ский» белок), скрепи — мелкий нитевидный вирус. К сожале­нию, ни одна из этих гипотез не соответствует имеющимся фактам.

Разработка методов очистки и концентрации агентов типа возбудителя скрепи позволила провести сравнение их имму­нологических свойств. По данным P.

Существует несколько гипотез о механизме репродукции возбудителя скрепи. Согласно одной из них, самовоспроизво- .дящаяся структура содержит нуклеиновую кислоту. Эта гипо­теза уже 'была рассмотрена, и она противоречит фактам. Со­гласно второй, агент состоит из короткой нуклеиновой кисло­ты, которая реплицируется клеткой-хозяином в присутствии клеточного белка, необходимого для проявления инфекцион- ности. Эта гипотеза более логична, но, к сожалению, она так­же не подтверждена фактами. Еще одна гипотеза постулирует «обратную трансляцию» в механизме репродукции прионов, а еще одна — нематричный синтез белка прионов. Первая про-

Рис. 3. Репродукция гена приона (схема). В нормальной клетке ген приона блокирован репрессором, в зараженной клетке чужой прион встраивается в плазматическую мембрану, инактивирует репрессор и включает клеточный ген.

I — нормальная клетка; II — зараженная клетка; 1 — плазматическая мембрана; 2 — клеточный ген; 3, ! — внутриклеточные мембраны; 5 — заражающий прион; 6, 7 — вновь синтезированные прионы.

тиворечит основам молекулярной биологии, а третья обосно­вывает невероятное событие. Последняя гипотеза основана на допущении существования молчащего, прочно зарепрессиро- ванного гена, кодирующего белки приона. При попадании в клетку чужого приона он инактивирует репрессор и включает молчащий ген, который теперь начинает интенсивно работать, обеспечивая синтез своего приона [Кунин Е. В., Чумаков К- M., 1985] (рис. 3).

Детализируя эту гипотезу (аналогичная гипотеза была в свое время высказана и нами), Е. В.' Кунин и K- М. Чумаков считают, что чужой прион встраивается в цитоплазматическую мембрану и инактивирует репрессор в результате протеинки- назных реакций или путем прямого взаимодействия.

Серьезным доказательством в пользу этой гипотезы яви­лось получение комплементарной ДНК путем обратной транс­крипции мРНК для фибрилл (PrP)₁полученной от мышей и хомяков [Locht С. et al., 1986]. Были осуществлены клониро-

ванне и секвенирование прионового гена. Предшественник приона имеет молекулярную маосу 27 000—30 000 и в его мо< лекуле содержится 254 аминокислотных остатка. При отщеп­лении лидерной последовательности образуется .зрелый белок,, содержащий 232 аминокислотных остатка. Существует выра­женная гомология между прионами хомяка, мыши, овцы и че­ловека [Robakis N. et al., 1986].

Таким образом, на примере возбудителей скрепи и сход­ных болезней мы можем наблюдать еще один вариант автоно­мии гена, поистине «взбесившийся ген», который сохраняется! подобно ретровирусам в составе клеточного генома. На клет­ку-хозяина он оказывает своего рода дистанционное действие- с помощью кодируемого этим геном белка, ненормально экс­прессируемого, но нормального для данной клеточной системы..