Вирус онкогенные опухолевые

По-видимому, большое значение в процессах регуляции клеточного деления имеет группа белков, программируемых так называемыми онкогенами. Измененные (мутантные) формы этих генов обнаруживаются в опухолевых клетках и входят в ряде случаев в виде соответствующих РНК-копий в состав онкогенных (т.е. вызывающих опухоли) ретровирусов. Первым открытым онкогеном был ген sr , входящий в состав вируса саркомы Рауса. Программируемый им белок, продукт гена sr , оказался протеинкиназой, которая в отличие от протеинкиназ класса А и протеинкиназы С катализировала фосфорилирование определенного спектра клеточных белков по остаткам тирозина, а не по остаткам серина и треонина, Дальнейшие исследования показали, что такая активность присуща некоторым рецепторам факторов роста, в частности рецептору эпидермального фактора роста. Ген erd, программирующий аналог этого рецептора, был обнаружен в составе онкогенного вируса птичьего миелобластоза, В настоящее время открыто несколько десятков онкогенов. В большинстве изученных случаев продукты этих онкогенов в здоровых клетках являются участниками передачи митогенных (т. е. управляющих, митозами) сигналов. В ряде опухолей, в том числе человеческих, найдены онкогены, программирующие аналоги белка G,воспринимающего сигна-, лы от комплексов эффектор - рецептор (в частности, онкогены Н—ras и К—ras) онкогены, программирующие синтез аналогов самих факторов роста, например онкоген sis, входящий в состав вируса саркомы обезьян, продукт которого является аналогом фактора роста, выделяемого тромбоцитами (клетками крови, участвующими в процессе свертывания) онкогены, продуктами которых являются аналоги ядерных белков, по-видимому, участвующих на заключительных этапах каскада превращений, возникающего в ответ на митогенный сигнал (онкогены туе, fos и др.). [c.428]

Некоторые виды опухолей вызываются вирусами. Выделенные из них вирусы инфицируют нормальные клетки и, внося в них свою РНК или. ДНК, трансформируют эти клетки в опухолевые. Первым из таких опухолеродных (онкогенных) вирусов был вирус саркомы Рауса, вызывающий соединительнотканные опухоли (саркомы) у птиц. Он стал важным объектом исследований, так же как и ряд других онкогенных вирусов, открытых позже. [c.426]

Природу опухолевой трансформации легче всего изучать на клеточных культурах. Через несколько дней после добавления онкогенного вируса в культуре появляются небольшие колонии аномально пролиферирующих клеток. Каждая такая колония является клоном, происшедшим от одной клетки, инфицированной вирусом и включившей в свой геном вирусный генетический материал. Будучи избавлены от социального контроля клеточного деления, трансформированные клетки растут в культуральной чашке, как и в организме, быстрее нормальных клеток, и поэтому их легко выделить. У трансформированных клеток [c.426]

Когда ретровирус трансформирует нормальную клетку в опухолевую, аномальное поведение часто бывает обусловлено геном, который ( привнесен вирусом, но для выживания и репродукции самого вируса фактически не нужен. Впервые это выяснилось, когда были открыты мутанты вируса саркомы Рауса, способные нормально размножаться, но не трансформирующие клетку. Оказалось, что некоторые из этих нетрансформирующих мутантов не имеют гена (или части гена), кодирующего белок с мол. массой 60000. В результате других мутаций этого гена трансформирующее действие вируса может становиться термочувствительным зараженные клетки проявляют трансформированный фенотип при 34°С, но после повышения температуры до 39°С они быстро (через несколько часов) возвращаются к нормальному фенотипу (рис. 13-32). По-видимому, этот специфический ген в онкогенном вирусе ответствен за клеточную трансформацию (и этим привлекает наше внимание), но является ненужным балластом с точки зрения репродукции самого вируса. [c.427]

Онкогены—это участки ДНК (гены), функционирование которых приводит к опухолевой трансформации клеток. Открытие онкогенов имело большое значение для исследования фундаментальных механизмов канцерогенеза. Впервые онкогены были найдены в опухолеродных вирусах и идентифицированы как факторы, ответственные за процесс трансформации (вирусные онкогены). [c.357]

Многие опухолеродные вирусы содержат один или несколько локусов (онкогенов), которые сами способны вызвать опухолевую трансформацию клетки-хозяина в этом случае нет надобности в изменении генов клетки. Таких вирусных онкогенов сейчас известно очень много, они активны в отношении клеток многих видов животных. Широкая распространенность и особые свойства этих необычных генов позволяют использовать опухолеродные вирусы как удобный инструмент в экспериментальной работе. [c.153]

Проще всего изучать онкогены ретровирусов, так как кодирующие их последовательности не перекрываются с другими вирусными генами. В результате онкоген часто утрачивается без ущерба для размножения вируса. Необязательность присутствия онкогена была впервые обнаружена при исследовании мутантных частиц вируса саркомы Рауса, который хорошо размножался, но не вызывал опухолевой трансформации клеток. Оказалось, что многие из таких мутантов имеют геном с делениями большого внутреннего сегмента, кодирующего белок с мол. массой 60000. Именно присутствие продукта этого гена, называемого геном sr , превращает нормальные клетки кур в раковые. [c.154]

Как уже упоминалось, опухолевые клетки могут быть бессмертными в отличие от нормальных они способны расти в культуре неопределенно долго. Многие опухолеродные вирусы с помощью своих онкогенов могут наделять таким бессмертием клетку-хозяина, У аденовирусов удалось идентифицировать ту часть вирусного генома, которая придает клеткам бессмертие, не вызывая при этом других признаков опухолевой трансформации. Подобные результаты указывают на то, что вирусные гены полезны при изучении не только неопластической трансформации, но и молекулярных механизмов старения клеток, [c.155]

ДНК- и РНК-содержащие онкогенные вирусы часто вызывают опухолевую трансформацию клеток в культуре. Когда появилась возможность манипулировать геномами таких вирусов, были получены сведения фундаментальной важности о природе рака. Онкогенные (вызывающие опухоли) гены РНК-со-держащих опухолеродных вирусов (ретровирусов) - эпю нормальные клеточные компоненты, случайно включенные в геном ретровирусов в исходном или слегка измененном виде. Некоторые онкогены ретровирусов кодируют протеинкиназы, связанные с клеточной мембраной и фосфорилирующие остатки тирозина в определенных клеточных белках. Вероятно, избыточное образование таких белков при вирусной инфекции ослабляет нормальные регуляторные механизмы, определяющие рост и деление клеток. Совсем недавно было показано, что клетки ряда опухолей человека содержат некоторые из тех измененных клеточных генов, которые ранее были выявлены при анализе онкогенных ретровирусов. [c.158]

Однако даже у мыши единичного онкогена обычно не достаточно для превращения нормальной клетки в раковую. Это отчетливо продемонстрировано на транегенных мышах. Можно сшить онкоген в виде фрагмента ДНК. взятого из вируса или опухолевой клетки, с подходящей промоторной последовательностью ДНК, и ввести полученную молекулу в ядро мышиной яйцеклетки. Такая рекомбинантная молекула ДНК часто встраивается в одн> из хромосом, в результате чего получается линия транегенных мышей, несущих онкоген во всех своих клетках. Этот онкоген может экспрессироваться во многих тканях или же лишь в некоторых избранных , в соответствии с тканевой специфичностью соединенного с ним промотора. Обычно у мышей, которым ввели таким способом онкогены туе или H-ras, экспрессирующие их ткани резко увеличиваются в объеме, разрастаясь до чрезмерной величины, а отдельные клетки со временем подвергаются дальнейшим изменениям и дают начало опухоли. И все же подавляющее большинство клеток трансгенной мыши, экспрессирующих туе- или H-ras-онкогены, опухолей не образуют, что говорит о недостаточности присутствия одного онкогена для опухолевой трансформации. [c.475]

В настоящее время перед биологической наукой поставлена задача — обеспечить преимущественное развитие научных исследований по следующим основным направлениям разработка методов генетической и клеточной инженерии, создание на их основе новых процессов для биотехнологических производств с целью получения принципиально новых пород животных, форм растений с ценными признаками разработка новых методов и средств диагностики, лечения и профилактики наследственных заболеваний разработка научных основ инженерной энзимологии разработка и внедрение новых биокатализаторов (в том числе иммобилизованных) и оптимизация с их помощью биотехнологических процессов получения химических и пищевых продуктов исследования структуры и функции биомолекул клетки изучение молекулярных и клеточных основ иммунологии, а также генетики микроорганизмов и вирусов, вызывающих заболевания человека и животных, создание методов и средств диагностики, лечения и профилактики этих заболеваний исследования молекулярно-биологиче-ских механизмов канцерогенеза, природы онкогенов и онкобелков, их роли в малигнизации клеток и создание на этой основе методов диагностики и лечения опухолевых заболеваний человека исследования проблем биоэнергетики, питания, психики и молекулярных основ памяти и деятельности мозга. Таким образом, можно наметить следующие главные направления развития исследований в области биологической химии на ближайшую и отдаленную перспективу, так называемые горизонты биохимии [c.18]

Многие вирусы группы полиомы и папилломы, а также аденовирусы способны вызывать иногда превращение клеток хозяина в опухолевые клетки (см. гл. XII). При сопоставлении различных химических и физических свойств вирусов с их онкогенной активностью было обнаружено следующее. Онкогенные линии аденовирусов обладают ДНК с молекулярным весом 21 -10 и содержанием Г + Ц, равным 47—49% у неонкогенных же вирусов молекулярный вес ДНК равен 23 10 , а содержание Г -Ь Ц составляет 56—60% [366]. Были исследованы также частота ближайших соседей и способность к гибридизации. Опыты по гибридизации четко продемонстрировали тесную связь между двумя различными линиями онкогенных аденовирусов [12, 18] и отличие от штаммов с низкой онкогенной активностью или вовсе неонкогенных [78]. [c.120]

Первая четкая идентификация онкогенного вируса относится к 1911 году, когда Раус обнаружил, что фактором, вызывающим саркому у кур, является вирус. С тех пор, и особенно после 1950 года, было открыто много других вирусов, вызывающих либо плотные опухоли, либо опухолевые заболевания лимфатической системы (лейкозы) у птиц и мышей. Все эти вирусы оказались более или менее родственными как с химической, так и с биологической точек зрения (табл. И). Вирус Биттнера (фактор молока) [41] также обнаруживает сходные физические и биологические свойства и поэтому может быть включен в число этих так называемых лейковирусов, хотя серо.яогпчески он, по-видимому, им не родствен. [c.273]

Как РНК-, так и ДНК-содержащие опухолевые вирусы вызывают неопластическую трансформацию клеток, потому что присутствие в клетке вирусной ДНК индуцирует синтез новых белков, нарушающих регуляцию клеточного деления. Гены, кодирующие синтез таких белков, называются онкогенами. У опухолевых ДНК-вирусов онкогены обычно кодируют нормальные вирусные белки, необходимые для размножения вируса. Иначе обстоит дело у опухолевых РНК-вирусов онкогены, которые они несут, представляют собой модифипированные формы нормальных генов клетки-хозяина - они для размножения вируса не требуются. Поскольку в капсид ретровируса может уместиться лишь некоторое ограниченное количество РНК, необходимые онкогенные последовательности нуклеотидов часто замещают собой существенххую часть генома ретровируса и вирус оказывается дефектным. Мы расскажем позже (см. разд. 13.4.2 и разд. 21.2.1), почему изучение вирусных онкогенов послужило ключом к пониманию причин и природы рака, а также к познанию тех механизмов, которые в норме регулируют рост и деление клеток у многоклеточных организмов. [c.321]

Аномальные клетки, не повинующиеся социальным сдерживающим факторам, пролиферируют с образованием опухолей в организме они также появляются при трансформации в культуре клеток Хотя это часто приводит к гибели всего организма, как индивидуальные клетки они получают селективное преимущество, и поэтому их легко выделять. Трансформация клетки часто сопровождается мутацией или сверхэкспрессией специфических онкогенов, во многих случаях выявленных благодаря их наличию в РНК опухолевых вирусов (ретровирусов). Нормальные гомологи таких вирусных онкогенов в здоровых клетках, называемые протоонкогенами, по-виоимому, кодируют ключевые ком- [c.437]

Размножение нормальных клеток регулируется ингибирующими и стимулирующими молекулами, которые являются соответственно продуктами генов-супрессоров опухолевого роста и протоонкогенов. Проявление раковых свойств у клетки может быть результатом как потери или инактивации обеих клеточных копий гена-супрессора, так и амплификации или гиперактивации одной из двух копий протоонкогена Наследуемые нарушения пролиферативного контроля могут быть вызваны также внедрением в клетку чужеродного вирусного генетического материала. Ретровирусы могут сами становиться онкогенными, захватывая копию клеточного протоонкогена клетки-хозяина и превращая его в онкоген они могут также создавать онкоген в клетке, действуя как инсерционный мутаген и внедряясь в ее геном рядом с протоонкогеном. Хотя полагают, что большинство онкологических заболеваний у человека вызывается не вирусами, обнаруживаемые в опухолевой ДНК мутации часто затрагивают те же протоонкогены, что и найденные при изучении ретро-вирусов. Способы превращения протоонкогенов в онкогены в опухолях у человека включают точковые мутации, амплификацию генов, а также хромосомные транслокации, которые могут привести к нарушению контроля экспрессии этого протоонкогена или к его соединению с другим геном с последующим синтезом нового белка. Подобно этому, гены-супрессоры опухолевого роста могут быть функционально утеряны в результате мутаций самого разного характера люди, унаследовавшие от родителей делецию или дефектную копию одного из таких генов, могут проявить выраженную предрасположенность к определенному типу рака, что демонстрирует пример с ретинобластомой. Молекулярнобиологический анализ опухолевых клеток от больных, страдающих одной из наиболее распространенных форм рака, выявил сложный и неоднородный спектр генетических повреждений, включая и активацию онкогенов и потерю генов-супрессоров опухолевого роста. Эти данные являются отражением случайного характера эволюционного процесса, в ходе которого возникает рак, и говорят о том, что каждая злокачественная опухоль, с молекулярной точки зрения уникальна. [c.481]

Культивируемые клетки, инфицированные некоторыми онкогенными вирусами, могут претерпевать злокачественную трансформацию. Наиболее существенные морфологические и биохимические изменения, связанные с трансформацией, приведены в таблице 57.5. Изменения затрагивают форму клеток, их подвижность и рост, адгезивность к культуральной подложке, а также ряд биохимических процессов. Речь идет о первичных процессах, вызывающих превращение нормальной клетки в опухолевую, а также о вторичных—обусловленных этим превращением. Большое значение в исследованиях канцерогенеза имеет представление, согласно которому трансформация клеток сопряжена с приобретением ими особых свойств. Однако изменения клеток, известные под общим названием трансформация , все-таки не делают трансформированные клетки идентичными опухолевым клеткам in vivo. [c.357]

Опыты с ДНК, выделенной из клеток опухолей, также свидетельствуют о существовании онкогенов. Метод обнаружения клеточных онкогенов получил название переноса геиов или трансфекции . Он основан на том, что некоторые гены, присутствующие в опухолевых клетках, могут вызывать трансформацию нормальных клеток в культуре. Из опухолевых клеток выделяют ДНК, осаждают фосфатом кальция и добавляют к клеткам-реципиентам (обычно в этой роли выступает линия мыщиных фибробластов NIH/3T3). Через 1—2 недели под микроскопом наблюдают образование фокусов трансформации. Клетки, составляющие фокус, меняют свою морфологию из распластанных они становятся округленными. Из трансформированных клеток выделяют ДНК, и опыт повторяют. Так делают несколько раз, при этом уменьшается количество ДНК, не участвующей в переносе признака трансформации, и, следовательно, облегчается идентификация специфических генов (при помощи гибридизации по Саузерну (см. гл. 36)). С помощью этого метода было идентифицировано около 20 клеточных онкогенов некоторые из них сходны с геном ras вируса саркомы мыщей. Эти клеточные онкогены либо вообще не отличаются от нормальных генов, либо имеют небольшие структурные особенности (см. ниже). В первом случае при опухолевом перерождении может меняться регуляция их экспрессии. [c.359]

Многие вирусы (рис. 11-13) вызьшают опухоли у целого ряда позвоночных животных-от рептилий до обезьян. Поэтому кажется вероятным, что причиной некоторых опухолей человека тоже окажутся специфические вирусы. Естественно, что на попыгки вьщелить онкогенные (опухолеродные) вирусы из опухолей человека уже затрачены большие средства. До сих пор, однако, решение этой проблемы наталкивается на такие трудности, что большинство ученых начинает сомневаться, что вирусы-главная причина опухолей человека. Несмотря на это, исследование онкогенных вирусов привело к значительным успехам в изучении контроля роста и деления клеток. Одним из важнейших результатов этих исследований явилась разработка клеточных культур, в которых легко наблюдать опухолевую (неопластическую) трансформацию, вызываемую онкогенными вирусами, изучение которой in vivo связано с почти непреодолимыми трудностями. В настоящее время существуют разнообразные линии клеток, которые при заражении опухолеродными вирусами претерпевают трансформацию. Трансформированные клетки можно легко узнать по изменениям в морфологии и в условиях, необходимых для роста. Некоторые важные различия между нормальными и опухолевыми клетками приведены в табл. 11-1. [c.150]

Для идентификации вирусных онкогенов используются различные методики. Удобным генетическим подходом является получение мутаций в онкогене, ведущих к его инактивации при повышенной температуре. У таких температурочувствительных мутантов можно включать или выключать данный ген, просто повьппая или понижая температуру. При более низкой температуре (34°С) чувствительные клетки, содержащие вирусный онкоген, будут обладать опухолевым фенотипом и, например, расти в отсутствие некоторых факторов, в которых они нуждались ранее (табл. 11-1). Если затем экспрессию онкогена подавить, повысив температуру до 39°С, то клетки быстро (обычно через несколько часов) вернутся к нормальному фенотипу (рис. 11-15). Подобный цикл изменений фенотипа можно повторять многократно. Эти изменения доказывают, что температурочувствительный ген вируса-это и есть ген, ответственный за неопластическую трансформацию клеток, и, следовательно, его можно считать онкогеном. [c.153]

Онкогенные участки генома ДНК-содержащих вирусов всегда расположены в районах, которые работают на ранних стадиях жизненного цикла вируса. Эти гены лучше всего изучены у вирусов полиомы и SV40. Анализ функций этих генов осложняется, однако, тем, что эти онкогены входят в группу перекрывающихся генов, один из которых (кодирующий большой Т-антиген, см. разд. 8.1.6) необходим для репликации вирусной ДНК. Еще не вполне ясно, сколько продуктов, кодируемых перекрывающимися генами, участвует в опухолевой трансформации. Известно лишь, что для трансформации нужен средний Т-антиген вируса полиомы в частности, молекулы этого белка обнаружены на внутренней поверхности плазматической мембраны, где они, возможно, связаны с протеинкиназами, фосфорилирующими тирозин (см. ниже). У более крупных ДНК-содержащих вирусов, например аденовирусов, геном гораздо более сложен по-видимому, он кодирует несколько различных онкогенных белков, и для полной трансформации необходимо определенное их сочетание. [c.154]

Хотя некоторые клеточные гены, включенные в состав вирусного генома, стали онкогенами, ни их структура, ни их функции в результате такого перемещения существенно не изменились. Например, онкоген вируса саркомы Рауса и его ген-предшественник в нормгшьной клетке кодируют сходные ти-розиновые протеинкиназы, связанные с плазматической мембраной. В случае некоторых онкогенов методом клонирования ДНК был вьщелен клеточный ген-предшественник. Если такой ген ввести обратно в клетку при условиях, благоприятных для его экспрессии, то нормальная клетка превращается в опухолевую [c.156]

Опухолевые антигены — чужеродные для данного организма антигены, возникающие на злокачественно трансформированных клетках в результате действия канцерогенных соединений, ифицирования клеток онкогенными вирусами, точковых мутаций генов, контролирующих поверхностные клеточные белки. [c.466]

Второй источник ошибки в туморогенно-корреляционных исследованиях — это абсолютная уверенность в клеточных линиях, трансформированных онкогенными вирусами. Такие линии не являются представительными для опухолевых клеток в общем и в большинстве фенотипических изменений, которые они проявляют, представляют вирусные эффекты, не связанные с туморогенностью per se. Подобная проблема возникает при выборе нормальных контрольных клеточных популяций. Несколько установленных линий, наиболее часто используемых с этой целью, в действительности являются аномальными. Линия ВНК — истинно неопластическая, обе линии ЗТЗ и [c.53]

Сходные результаты получены при исследовании линии клеток ВНК 21-С13. Четыре опухолеобразующие линии этих клеток, инфицированных вирусом Ad5, имели в культуре более низкий уровень фибронектина по сравнению с линией, из которой они были получены, и не образующей опухолей при перевивке сирийским хомякам (Meager et al., 1978). Однако эти результаты надо интерпретировать осторожно, так как во многих лабораториях было показано, что клетки линии ВНК могут вызывать опухоли (гл. 2). Результаты, полученные Meager и соавт. (1978), позволяют предположить, что полученные данные об уменьшении содержания фибронектина в клетках ВНК в сущности скорее отражают действие вируса на линию опухолевых клеток, чем процесс онкогенной трансформации. [c.95]

Ранние наблюдения предполагали, что некоторые вирусы потенциально онкогенны, так как они могут индуцировать опухоли у животных и вызывать фенотипическую трансформацию культивируемых клеток. При этом проявлялись характеристики, обычно связываемые с опухолевыми клетками (см, обзор Tooze, 1973). Эти харак- [c.176]

Сходные признаки, обнаруживаемые в вирус-трансформированных и опухолевых клетках,-— только одна из причин того, что трансформация клеток вирусами in vitro — широко используемая модель для изучения молекулярных событий, ведущих к неоплазии. Трансформация вирусами in vitro может быть сравнима с клеточными аспектами онкогенеза, в то время как при канцерогенезе у животных вовлечены осложняющие факторы и длительное время. В дополнение, вирусы обеспечивают генетические подходы к изучению молекулярной биологии клеточной трансформации и онкогенеза. Эта последняя особенность уникальна в смысле изучения трансформации вирусами, так как другие онкогенные агенты не могут быть генетически идентифицированы. В связи с тем что рак — наследуемое клеточное изменение, пробы с известными генетическими элементами, такими, как вирусы, обеспечивают первоначальный этап определения неизвестных генетических изменений, сопровождающих конверсию нормальной клетки в трансформированную или опухолевую. [c.177]

Л.1. Интерферон а (IFN-a) продуцируется лейкоцитами в ответ на контакт с индукторами интерферона — интерфероноге-нами вирусами, компонентами и продуктами бактерий (ЛПС), полинуклеотидами, опухолевыми клетками и др. Среди клеток, ответственных за синтез IFN-a, наряду с макрофагами фигурируют Т- и В-лимфоциты и естественные киллеры. Рецепторы для IFN-a экспрессированы на подавляющем большинстве клеток организма, включая и иммунокомпетентные клетки. IFN-a через свой специфический рецептор модулирует экспрессию генов клетки-мишени, что ведет к синтезу различных белков. Эти индуцированные интерфероном белки могут опосредовать различные эффекты ингибицию репликации вирусов, супрессию клеточной пролиферации и экспрессии онкогенов, нарушение клеточной дифференцировки или иммунорегуляцию. Идентифицировано более 25 разных индуцированных IFN-a белков, участвующих в его противовирусном действии, среди которых главную роль отводят группе ферментов и белков, которые обеспечивают ингибицию транскрипции вирусного генома и трансляции вирусспецифических белков. Индуцированные IFN-a белки оказывают выраженное иммуномодулирующее действие на сами макрофаги, на ЕК, на Т- и В-лимфоциты, на стволовые клетки костного мозга. Наиболее подробно изучена способность IFN-a регулировать экспрессию поверхностных антигенов и рецепторов на разных клетках организма. IFN-a повышает экспрессию антигенов гистосовместимости — HLA I класса, F yR, Т-клеточных антигенов и рецепторов, а также других молекул. [c.185]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология