Время заражения вирусом оказалось способно влиять на интенсивность инфекции

Ученые обнаружили, что на динамику заражения вирусами может влиять время суток, когда это заражение происходит, что связано с действием циркадных ритмов клетки. Более того, вирусы сами способны использовать колебания суточной активности хозяина, хотя как именно, пока неясно. Об этом рассказывает статья, опубликованная журналом Proceedings of the National Academy of Sciences.
Вирусы — внутриклеточные паразиты, которые используют для размножения биохимические механизмы хозяина. При этом клетка-хозяин остается под влиянием внешних факторов, в том числе и регуляторов циркадных ритмов. Учитывая этот факт, исследователи из группы кембриджского профессора Ахилеша Редди (Akhilesh Reddy) предположили, что время инфицирования должно влиять на репликацию вируса. Чтобы проверить эту гипотезу, авторы вводили мышам частицы рекомбинантного герпесвируса MuHV-4, несущего ген люциферазы — флуоресцентного белка, который позволяет следить за размножением и распространением вируса. Мыши содержались в условиях лаборатории, со строгим чередованием 12 часов света и 12 часов темноты.
Как оказалось, максимально стремительно вирус распространялся после заражения в самом конце фазы активности и начале отдыха (время около 0 часов). На девятый день развития инфекции при этом регистрировалось на порядок больше вирионов, чем у мышей, зараженных незадолго до начала активной фазы суток (время 10 часов). То, что этот эффект связан именно с работой механизмов, регулирующих циркадные ритмы, показали аналогичные эксперименты, поставленные на мышах с дефектным геном Bmal1, который необходим для создания циклов суточной активности. В этом случае животные содержались в тех же условиях, но никакой зависимости течения инфекции от времени заражения мыши Bmal1^-/- не показали.
Ахилеша Редди и его коллеги также удостоверились в том, что эти эффекты не связаны с какими-то особенностями использованного вируса MuHV-4. Для этого были проведены эксперименты с рекомбинантным герпесвирусом другого вида (обычным HSV-1), которые дали такую же картину суточной зависимости. Наконец, подобные результаты были получены и в опытах с вирусом совершенно другого типа, ортомиксовирусом гриппа IAV. Во всех случаях у мышей Bmal1^-/- отмечалось больше вирусных частиц, чем у дикого типа.
Опыты продолжились на клеточных культурах с работающими циркадными ритмами и показали, что максимально ярко инфекции MuHV-4 и HSV-1 развиваются после заражения в период роста активности Bmal1. Как и на мышах, в культурах клеток с нефункциональным Bmal1^-/- инфекция развивалась еще сильнее. «Мы предположили, что герпесвирусы способны манипулировать молекулярными часами во время инфекции», — пишут ученые. Для проверки этой гипотезы они использовали клетки мышиных фибробластов, несущих ген люциферазы, активность которого запускается тем же промотором, что и активность гена Bmal1. Заразив такие клетки герпесвирусом, ученые отметили, что шесть часов спустя активность Bmal1 (и, соответственно, флуоресцентный сигнал люциферазы) в клетках увеличивается.
Эти результаты выглядят даже парадоксально: если у клеток с нарушенной экспрессией Bmal1 инфекция развивается сильнее, то зачем вирус стимулирует активность этого гена — не лучше ли подавлять его? «Одним из очевидных объяснений может быть хроническая аритмичность клеток Bmal1^-/-, которая может делать их менее готовыми к встрече с вирусом», — расплывчато сообщают Редди и его соавторы, отмечая, что разобраться в этой запутанной истории позволят исследования на других животных и других клеточных моделях с нарушениями разных аспектов работы циркадных механизмов.

Роман Фишман