Вирус гепатита B использует белки репарации человека

Команда ученых из Принстонского университета впервые установила, что в важнейшем этапе жизненного цикла вируса гепатита В — переходе кольцевой ДНК из незамкнутой формы в ковалентно-замкнутую — участвуют клеточные белки репарации.  

Несмотря на то, что от гепатита B разработана эффективная вакцина, это заболевание по-прежнему имеет высокий риск летального исхода при переходе в острую форму. Специфического лечения острой формы нет, в хронической форме пациентам прописывается противовирусная терапия на протяжении всей жизни, для них высока вероятность развития фиброза и цирроза печени, а также гепатоцеллюлярной карциномы.

Геном вируса гепатита B представлен частично незамкнутой двуцепочечной ДНК, которая называется релаксированной кольцевой ДНК (rcDNA). Центральный этап репликации вируса гепатита B — это конверсия rcDNA в ковалентно замкнутую кольцевую ДНК (cccDNA). Вирус гепатита B обладает рекордно малыми размерами среди вирусов с липидной оболочкой, и его геном кодирует всего четыре гена. Однако ни один из вирусных белков не задействован в конверсии rcDNA.  

Чтобы подтвердить, что для конверсии необходимы белки организма-хозяина, ученые использовали рекомбинантные конструкции, имитирующие плюс- и минус-цепи генома вируса, а также пять клеточных белков репарации человека — PCNA, комплекс RFC, POLδ, FEN-1 и LIG1.

Каждая цепь rcDNA содержит одноцепочечный разрыв. Клеточная система репарации распознает любой разрыв как повреждение и, не различая вирусную и собственную ДНК, достраивает rcDNA до полноценной cccDNA.

Конверсия плюс-цепи в ковалентно замкнутую кольцевую ДНК происходит быстрее, чем комплементарной цепи, для этого требуются все пять белков репарации. Репарация минус-цепи происходит по другому механизму и для успешного завершения нуждается только в двух белках: FEN-1 и LIG1. Несмотря на меньшее количество участников, конверсия минус-цепи происходит медленнее, поскольку с 5’-концом минус-цепи связана полимераза вируса, которую нужно удалить перед достройкой цепи ДНК. Конверсия каждой из цепей проходит независимо.

Кроме того, было показано, что два соединения, воздействующие на белки репарации, могут препятствовать конверсии rcDNA в cccDNA. Это тетрациклиновый антибиотик афидиколин, который замедляет репарацию плюс-цепи, и белок p21, блокирующий взаимодействие PCNA и POLδ. Авторы надеются в будущем найти лекарства, использующие тот же принцип для лечения гепатита B.