ГЛАВА 10. КАЛИЦИВИРУСЫ

' Калицивирусы примыкают к пикорнавирусам и вирусам растений со сходной структурой и стратегией генома, хотя именно по последней они выделяются из групп пикорнави- русов и в этом отношении скорее сходны с тогавирусами.

Вирионы их несколько больше пикорнавирусов (диаметр 35—40 нм), больше и их масса — примерно в 2 раза [Schaef­fer F., 1980; Matthews R., 1982]. Геном представляет собой однонитевую PHK позитивной полярности, с коэффициентом седйментации 36—38S, молекулярная масса 2,5?10⁶-2,8? XlO⁶, что составляет 18% массы вирионов. К 5'-концу моле­кулы PHK ковалентно прикреплен небольшой полипептид (,VPg,молекулярная масса 10000—15000), на З'-конце нахо­

дится поли (А)-последовательность. Вирионы, помимо VPg, содержат два белка, в том числе мажорный белок с молеку­лярной массой 60 000—71000;- на вирион приходится 180 мо­лекул первого и 12 молекул второго белка. Вирионы имеют плотность 1,36—1,39 г/мл в хлориде цезия, седиментируют при 170—180S и по форме представляют собой икосаэдры с 32 шапкообразными выпячиваниями. Они состоят из 60 структурных единиц. По-видимому, минорный компонент ассоциирован с РНК.

Механизм репликации отличается от такового пикорнави- русов, так как в зараженных клетках, помимо двунитевой PHK (RF)и многонитевой PHK (RI)геномного размера, обнаруживаются субгеномные PHK с молекулярной массой 1,1 ? IO⁶и 0,7X IO⁶. Первые из них, вероятно, кодируют синтез капсидного белка, предшественником которого является Pr86. В ходе репродукции синтезируется 2—6 неструктурных поли­пептидов с молекулярной массой 25000—115000. После ад­сорбции, проникновения и депротеинизации вирионов вирион­ная 36S PHK частично транслируется в области, кодирующей полимеразный комплекс (примыкающей к б'-концу?).

Вирусы указанной группы немногочисленны и поражают человека, свиней, кошек, морских львов и других животных, вызывая энтериты, сыпные лихорадки и другие заболевания. Возбудители заболеваний разных животных имеют много сероваров: калицивирусы свиней—-12, кошек — более 10, морских львов — более 8.

Здесь же рассмотрим вкратце другие группы сходных ви­русов— вирусы групп Нудаурелия, Нодамура и некоторые Другие.

Вирусы группы Nudaurelia В поражают исключительно на­секомых (чешуекрылых), не размножаются в культурах клеток высших животных. Их геном является однонитевой РНК-с молекулярной массой l,8?10⁶, по-видимому, позитив­ной полярности. Вирионы имеют один мажорный полипептид с молекулярной массой 60 000—70 000 и плотность 1,28— 1,30 г/мл; седиментируют при 194—210S. Форма приближает­ся к сферической (диаметр 85 нм). На самом деле они явля­ются икосаэдрами, состоящими из 240 единиц. Группа виру­

сов весьма компактна и ее представители (6 вирусов) обна­руживают перекрестные антигенные связи.

Группа Nodamura (семейство Nodaviridae)представлена 5 вирусами, поражающими разные виды насекомых; некото­рые из них иммунологически родственны. В отличие от пре­дыдущей группы вирусы группы Nodamura размножаются не только в насекомых, но и культурах клеток позвоночных. Вирусов этой группы вначале относили к пикорнавирусам, но затем оказалось, что их геном состоит из двух позитивно­полярных молекул однонитевой PHK с молекулярной массой l,15?10⁶и 0,46?10^δ.

Здесь же уместно рассмотреть некоторые фаги, в частно­сти семейства Leviviridae,представителями которого являют­ся фаги ΛfS2, Qβ и другие (около 40 вирусов). Их геном — позитивно-полярная однонитевая PHK с молекулярной мас­сой l,2?10⁶. Она кодирует синтез капсидного белка (12 000— 14 000) и белка А(35000—44 000). Последний необходим для созревания и проявления инфекционности вируса. PHK коди­рует также синтез полимеразы и фермента, лизирующего бактериальную клетку. Оба белка неструктурные и не входят в состав вирионов. Вирионы содержат 180 копий капсидного белка и одну копию белка А, имеют плотность 1,46 г/мл в хлориде цезия, седиментируют при 78—82S. Это самые мел­кие вирусы (если не считать вируса дельта): вирионы имеют диаметр 23 нм, капсид состоит из 32 капсомеров. После адсорбции на ворсинках бактерий мужского рода они прони­кают внутрь бактериальных клеток, транслируют синтез полимеразы, которая обеспечивает репликацию генома через синтез минус-нити.

Вирусы группы хлоротической карликовости маиса (из­вестны' два сходных вируса) имеют в качестве генома также позитивно-полярную однонитевую PHK с молекулярной мас­сой 3,2? IO⁶. Вирионы имеют плотность 1,51 г/мл в хлориде цезия, седиментируют при 183S, представляют собой полиэд­ры (диаметр около 30 нм). Передаются тлями, в организме которых персистируют.

Род Luteovirusвключает вирус желтой карликовости яч­

меня и многочисленные (около 40) сходные вирусы.

Представители рода Tombusvirus(группа tomato bushy stuntвирусов, около 10 членов) имеют позитивно-полярную PHK с молекулярной массой около l,5?10⁶. Вирионы содер­жат один капсидный белок (41000), имеют плотность 1,35 г/мл, седиментируют при 140S, имеют форму икосаэдра. Диаметр вирионов 30 нм, они содержат 180 белковых субъе­диниц. Белок включает два домена (Р и S),причем первый формирует поверхностные выступы, а второй — внутреннюю оболочку. Хотя механизмы репликации изучены мало, предпо­лагают, что субгеномная PHK синтезируется наряду с обра­зованием репликативного интермедиата. Вирусы передаются механически, без векторов.

Весьма сходны с предыдущим родом вирусы группы мо­заики южных бобов (Sobemovirus), насчитывающие 6 видов. Их позитивно-полярная PHK имеет молекулярную массу око­ло l,4?10⁶, капсидный белок — молекулярную массу около 30 000. Вирионы имеют плотность 1,36 г/мл в хлориде цезия, седиментируют при 115S, форма их икосаэдральная (диаметр около 30 нм). Капсид состоит из 180 белковых субъединиц. Белки содержат два домена, один из которых обращен нару­жу, а другой — внутрь. Трансляция вирионной PHK сопро­вождается синтезом трех неструктурных белков, обеспечи­вающих репликацию вирусной РНК. Структурный белок кодируется субгеномной PHK (0,3? IO⁶-0,4? IO⁶). Вирусы передаются механически или насекомыми (жуками).

Как видно из краткого описания обеих групп вирусов, их можно было бы объединить в один род, так как размеры генома примерно одинаковы (l,5?10⁶и l,4?10⁶), сходны по молекулярной массе и более тонкому строению (два доме­на) капсидных белков.

тогда следует признать, что наличие VPgна б'-конце генома является не столь уж существенным признаком и во всяком случае не свидетельствует о большой эволюционной дистан­ции, разделяющей две сравниваемые группы вирусов.

Молекулярная масса белка, ковалентно связанного с 5'- концом РНК, варьирует даже в пределах одной и той же группы вирусов. Так, у вируса tobacco etchона составляет 6000, а у вируса tobacco vein mottling —24 000 [Siaw М. et al., 1985].

Близки к первой группе вирус некроза табака и родствен­ный ему вирус некроза огурца. У них также позитивно-поляр­ная геномная PHK с молекулярной массой 1,3? 10®—1,6? 10®, однако на ее 5'-конце нет ни терминального VPg,ни кэп- структуры, а имеется последовательность ppApGpUp...Кап­сидный белок (22600) образует 180 субъединиц икосаэдраль- ного капсида. Вирионы имеют плотность 1,4 г/мл в хлориде цезия, седиментируют при 118S,имеют диаметр 28 нм. Пере­даются механически и грибами.

Род Dianthovirus(группа вирусов кольцевой пятнистости гвоздики) включает три вируса, относится к бипартитным вирусам, молекулярная масса позитивно-полярных PHK l,5?I0⁶и 0,5?10⁸; синтез капсидного белка (40 000) кодиру­ется большим сегментом PHK- Частицы имеют плотность 1,37 г/мл в хлориде цезия, седиментируют при 135S и пред­ставляют собой полиэдры (диаметр 31—34 нм). Круг хозяев широк, передаются механически.

Вирус мозаики гороха также бипартитный, его позитивно­полярные PHK имеет молекулярную массу 1,7? 10® и l,3?10⁶, иногда имеется третий компонент (0,3?10⁶).

Вирусы группы Velvet tobacco mottle (4представителя) также представлены полиэдральными частицами (диаметр около 30 нм), имеют плотность 1,37 г/мл, седиментируют при 115S.Геном представлен линейной (l,5?10⁶) и кольцевой (1,2XIO⁵) РНК. Капсидный белок один (30 000—33 000). Реплицируется в ядрах, передается механически или жуками.

Мы привели краткое описание изометрических вирусов, имеющих небольшой позитивно-полярный РНК-геном, у кото­рых отсутствуют кэп-структуры и имеется в общем сходная стратегия генома. Можно заключить, что это изолированные группы вирусов, между которыми трудно установить филоге-

Таблица 7. Сравнительные данные о некоторых мелких изометрических вирусах

нетические связи или их отсутствие хотя бы потому, что све­дения о них недостаточны. Некоторые сравнительные данные приведены в табл. 7. В этой таблице следует сразу выделить две последние группы вирусов, размножающихся в ядрах клеток «хозяев», что, конечно, необычно для РНК-содержа- щих вирусов. Напомним, что данный феномен имеет место только у ортомиксовирусов и он вполне объясним: вирусы гриппа индуцируют синтез и процессинг клеточных мРНК с кэп-структурой на 5'-концах, которые используются при син­тезе вирусных мРНК- Механизм синтеза указанных двух групп вирусов растений в ядрах клеток неясен, поэтому це­лесообразно оставить дальнейшее рассмотрение этих групп вирусов.

Весьма изолированной и узко специализированной являет­ся также группа мелких РНК-содержащих фагов. Дело даже не в их небольших размерах, а скорее, в узкой их специали­зации, которая включает не только круг хозяев (мужские особи бактерий), но и способ проникновения в клетку через ворсинки, не говоря о строении капсида, выделяющего их среди рассматриваемых вирусов.

Мы уже обращаем внимание на сходство собемовирусов с томбусвирусами, сходство, которое перебрасывает «мост» к вирусам, имеющим VPg,прикрепленный к 5'-концу РНК-ге­нома. Если исходить из допущения об эволюционной общно­сти этих двух групп вирусов растений (а для этого есть все основания), то тем самым перебрасывается эволюционный «мост» к комо- и неповирусам (мультипартитные изометри­ческие), а черен них к пикорнавирусам и, конечно, калициви- русам, с которыми их объединяет механизм репликации с образованием субгеномной PHK- Последнее в свою очередь «роднит» рассматриваемые группы (калици-, томбуе- и со­бемовирусов) с тогавирусами.

Вероятно,- нет большого смысла в развитии спекуляции о возможном происхождении и эволюции остальных групп виру­сов, приведенных в табл. 7. Об их основных свойствах имеет­ся слишком мало сведений, чтобы судить о возможных источ­никах их-происхождения. В то же время довольно простые соображения можно высказать о возможных путях их эво­люции. Как правило, это четко очерченные группы, распрост­ранившиеся в занятых ими экологических нишах, и судить о конкретных путях их эволюции можно, лишь имея данные о гомологии геномов разных представителей той или иной группы.