Формирование зрелых вирионов и освобождение их из клетки
Следующим, завершающим этапом репродукции, является сборка вирусной частицы и освобождение новой популяции вирионов из зараженной клетки. Процесс формирования зрелых вирионов носит следующий характер. Синтезированные, функционально активные вирионные полипептиды НА+ и NA+ транспортируются к наружной плазматической мембране и на определенном участке внедряются в ее структуру, вытесняя клеточные полипептиды [Харитоненков И. Т., 1980; Lubeck M. et al., 1979].
На этом участке клеточной поверхности появляются выступы (шипы), характерные для поверхности зрелого вириона. Вирионные гликопротеиды в отличие от клеточных не проникают глубоко в липидный слой и лишены способности мигрировать на поверхности мембраны. Низкая подвижность НА+ и NA+ может быть связана с их прочным взаимодействием с молекулами М-белка, которые также транспортируются к участку модифицированной мембраны. М-белок, вытесняя клеточные негликозилированные полипептиды, образует внутреннюю выстилку липидной мембраны. На следующем этапе к сформировавшемуся участку будущей вирусной мембраны транспортируются вирионные РНП, тесно связанные с белками полимеразного комплекса. Модифицированная мембрана окружает РНП, ее структура начинает выпячиваться, М-белок формирует нуклеокапсид, окружая РНП и белки полимеразного комплекса, и вирион отпочковывается от поверхности зараженной клетки. На протяжении всего процесса вирусного созревания плазматическая мембрана и ее модифицированный участок неразрывно связаны между собой, образуя непрерывную структурную единицу.
Возможно, что ассоциация вирионного РНП с модифицированной мембраной не является процессом высокоспецифичным, поскольку при совместном культивировании, например, двух вирусов — чумы птиц и птичьего миелобластоза — образуются частицы, содержащие геном первого возбудителя, а внешнюю оболочку — второго. Механизмы регуляции стадии вирусного созревания раскрыты еще недостаточно. Известно, однако, что дефект в синтезе М-белка приводит к блокированию сборки вирусных частиц [Букринская А. Г, и др., 1981].
Неясно, каким образом в зрелые вирионы включаются лишь РНП, содержащие в своей структуре РНК вирионного типа, хотя кРНК соединяются с тем же NP полипептидом, формируя трансляционные РНП комплексы в составе полирибосом. Возможность самостоятельного синтеза каждого из сегментов геномной РНК затрудняет понимание вопроса о способе их ассоциации вблизи определенного участка модифицированной мембраны. Предполагают, что состав РНП структур зрелого вириона может сильно варьировать и что подавляющее большинство вирионов содержит неполный набор сегментов РНК. Попадая в клетку и освободившись от внешней оболочки, эти РНП приобретают способность к генетическому взаимодействию и образованию в процессе рекомбинации полноценного генома, индуцирующего развитие завершенного инфекционного процесса.
Реализация генетической информации вируса гриппа осуществляется с помощью структур и механизмов, обеспечивающих в норме биосинтетические потребности клетки-хозяина. Поэтому взаимодействие вируса и клетки при продуктивном способе репродукции сопровождается более или менее выраженными изменениями метаболизма хозяина, определяющими экспрессию вирусного генома и регулирующими биосинтез вирусного потомства. Стадия пенетрации вируса и освобождения функционально активного генома из окружающих его оболочек происходит в чувствительной клетке на фоне отчетливой активации эндогенного дыхания [Мещерякова И. Е. и др., 1976], усиленного фосфорилирования мембранных белков, активации циклазной системы и микротабулярных процессов [Krizanova О. et al., 1977]. Это обеспечивает энергетические расходы клетки-хозяина на осуществление энергозависимых этапов репродукции вируса гриппа [Поляк Р. Я., Дубровина Т. Я., 1980].
Важная роль в обеспечении вирусной репродукции принадлежит лизосомальному аппарату клетки. Цитодеструктивное действие вируса гриппа на завершающих стадиях репродукции обусловлено участием лизосомальных гидролаз в аутолизе клетки. Нельзя исключить участие лизосомальных ферментов и на стадии вирусного «раздевания», особенно при пиноцитарном пути проникновения вируса гриппа внутрь клетки, поскольку известно, что пиноцитарные вакуоли тесно взаимодействуют с лизосомами и обычно сливаются с ними, образуя единую функционально активную структуру. Хотя непосредственное участие лизосомальных ферментов в освобождении вирусного генома не показано, установлены отчетливая дестабилизация и активация лизосом к 3-му часу инфекции [Поляк Р. Я. и др., 1972]. Если взаимодействие вируса гриппа и клеток не сопровождается деструкцией последних, то лизосомальные гидролазы осуществляют элиминацию (разрушение), неиспользованных вирусных макромолекул РНК и белка, избыточный синтез которых хорошо известен. Синтез вирусспецифических макромолекул РНК и белка происходит на фоне подавления клеточного метаболизма и клеточных синтезов, механизм которого до сих пор не выяснен.
Вирусиндуцированная ингибиция синтетической активности клетки должна происходить без нарушения функциональной целостности структур синтетического аппарата клетки, и ее механизмы, вероятно, различаются у разных групп вирусов [Варич Н. П. и др., 1981]. Крайне ограниченные экспериментальные данные по этому вопросу сводятся к следующему. Одни вирусы привносят в зараженную клетку свой структурный компонент, являющийся фактором ингибиции клеточного метаболизма. Другие вирусы индуцируют синтез такого ингибирующего фактора на раннем этапе репродукции. При гриппозной инфекции ингибиция синтеза клеточных белков и нуклеиновых кислот в зараженной клетке зависит от стадии раннего вирусспецифического синтеза. Снижение активности синтетических процессов клетки можно наблюдать через 1 ч после начала инфекции, с достижением максимального ингибирующего эффекта через 3 — 4 ч. Ингибиция белкового синтеза в зараженной клетке несколько опережает снижение синтеза клеточной РНК.
Таким образом, в зараженной вирусом гриппа чувствительной клетке на фоне выраженных изменений ее метаболизма и резко подавленного синтеза клеточных макромолекул происходит индукция синтеза всех вирусных полипептидов. Определенная динамика синтеза и созревания вирусспецифических белков контролируется в основном вирусным геномом. Однако реализация вирусной генетической информации теснейшим образом связана с клеточными механизмами обеспечения биосинтеза макромолекул.
«Грипп и его профилактика», А.А. Смородинцев
