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as proteínas RNA-obrigatórias podem suprimir defesas antivirosas contra SARS-CoV-2

Enquanto o mundo vem aos termos com a doença 19 do coronavirus (COVID-19) por muito tempo, os cientistas ainda estão explorando aproximações novas para reduzir a mortalidade e a morbosidade da infecção nas esperanças de fazer-lhe uma circunstância mais manejável.

Conduzido por pesquisadores em Coreia do Sul no instituto para a ciência básica e no instituto vacinal internacional, um estudo novo publicado no bioRxiv* do server da pré-impressão descreve em novembro de 2020 muitas proteínas do anfitrião que ligam com o ácido ribonucléico (RNA) do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) e regulam a réplica do vírus.

Os resultados illuminating dos pesquisadores' que cercam a interacção do vírus-anfitrião apresentam a muitos rotas potenciais para a revelação terapêutica.

Tradução de RNA viral

O SARS-CoV-2 tem em seu núcleo um genoma encapsulado do RNA; este é o material genético do vírus' que permite que sequestre o epitélio humano (pilhas que alinham o intestino ou os pulmões) e use estes para se replicate. O vírus igualmente tem um nucleocapsid, em torno de que é a membrana viral que contem a glicoproteína do ponto (ou a S-proteína), e o envelope viral. Estes componentes virais são compor do n, do m, do s e das E-proteínas estruturais, respectivamente.

O genoma viral está entre o maior entre vírus do RNA, com um 5' - tampe e um 3' - poli (A) cauda. Uma vez que o vírus incorpora a pilha, o RNA genomic actua como um mensageiro (mRNA), que seja traduzido então às várias enzimas e a outras proteínas nonstructural (NSPs). Estes envolvem os 16 NSPs que formam as vesículas da dobro-membrana (DMV) vitais para a síntese mais adicional do RNA viral.

O RNA genomic (gRNA) igualmente actua como o molde para a síntese de umas costas mais adicionais do RNA, em 10 formulários canônicos diferentes do positivo-sentido. Todo o estes têm uma seqüência de líder no 5' a extremidade e a terra comum 3' seqüências do fim.

Destes formulários, um está completo, quando os outros 9 forem RNA subgenomic (sgRNA). Os últimos são formados pela transcrição descontínua, por meio de que o 5' seqüência de líder da extremidade são fundidos aos quadros de leitura abertos a jusante que formam o corpo do segmento do RNA. Estes fragmentos do sgRNA codificam as proteínas virais estruturais assim como proteínas acessórias.

Anfitrião detalhado da identificação e proteínas virais que interagem directamente com o diagrama esquemático de SARS-CoV-2 RNAs (a) do protocolo alterado de RAP-MS em pilhas de SARS-CoV-2-infected Vero. (b) Diagrama esquemático de duas associações separadas de 90 oligonucleotides antisentido do NT e de sua cobertura do RNA SARS-CoV-2. A primeira ponta de prova ajustou a “ponta de prova que eu” consisto em 707 oligonucleotides que cobrem a região original de gRNA, e a “ponta de prova ajustada segunda ponta de prova II” consiste em 275 oligonucleotides que cobrem a região comum de gRNA e de sgRNAs. (c) Relação espectral da contagem da ponta de prova experiências mim (x-linha central) e da ponta de prova II (y-linha central) sobre o controle da nenhum-ponta de prova em pilhas de SARS-CoV-2-infected Vero (n = 3 replicates técnicos). As proteínas do anfitrião são marcadas por círculos cinzentos, e as proteínas virais (n = 9) são marcadas e etiquetadas no preto. A relação espectral média da contagem da ponta de prova eu e de experiências da ponta de prova II sou marcado por linhas tracejadas verticais e horizontais, respectivamente. (d) Análise estatística da quantidade de proteínas virais sobre o controle da nenhum-ponta de prova (isto é emperramento da ponta de prova). P-valores ajustados (P-valor ajustável) da ponta de prova eu experiências e de experiências da ponta de prova II sou mostrado em amarelo e em verde, respectivamente. O ponto inicial para o significado estatístico (p-valor ajustável < 0,01) é indicado por linhas tracejadas horizontais. (e) Relação espectral da contagem da ponta de prova experiências eu (x-linha central) e da ponta de prova II (y-linha central) em pilhas contaminadas SARS-CoV-2- de Vero compararam aos captureexperiments de RNP em pilhas uninfected (n = 3 replicates técnicos). Proteínas estatìstica significativas do anfitrião (n = 37, P-valor ajustável < 0,05) na ponta de prova experiências eu e da ponta de prova II são marcados por círculos pretos. Daqueles, as proteínas representativas do anfitrião são etiquetadas. A relação espectral média da contagem da ponta de prova eu e de experiências da ponta de prova II sou marcado por linhas tracejadas verticais e horizontais, respectivamente. (f) Análise estatística das proteínas do anfitrião enriquecidas na ponta de prova experiência mim e da ponta de prova II (isto é ponta de prova enriquecida). P-valores ajustados (P-valor ajustável) da ponta de prova eu experiências e de experiências da ponta de prova II sou mostrado em amarelo e em verde, respectivamente.
Identificação detalhada do anfitrião e proteínas virais que interagem directamente com o diagrama esquemático de SARS-CoV-2 RNAs (a) do protocolo alterado de RAP-MS em pilhas de SARS-CoV-2-infected Vero. (b) Diagrama esquemático de duas associações separadas de 90 oligonucleotides antisentido do NT e de sua cobertura do RNA SARS-CoV-2. A primeira ponta de prova ajustou a “ponta de prova que eu” consisto em 707 oligonucleotides que cobrem a região original de gRNA, e a “ponta de prova ajustada segunda ponta de prova II” consiste em 275 oligonucleotides que cobrem a região comum de gRNA e de sgRNAs. (c) Relação espectral da contagem da ponta de prova experiências mim (x-linha central) e da ponta de prova II (y-linha central) sobre o controle da nenhum-ponta de prova em pilhas de SARS-CoV-2-infected Vero (n = 3 replicates técnicos). As proteínas do anfitrião são marcadas por círculos cinzentos, e as proteínas virais (n = 9) são marcadas e etiquetadas no preto. A relação espectral média da contagem da ponta de prova eu e de experiências da ponta de prova II sou marcado por linhas tracejadas verticais e horizontais, respectivamente. (d) Análise estatística da quantidade de proteínas virais sobre o controle da nenhum-ponta de prova (isto é emperramento da ponta de prova). P-valores ajustados (P-valor ajustável) da ponta de prova eu experiências e de experiências da ponta de prova II sou mostrado em amarelo e em verde, respectivamente. O ponto inicial para o significado estatístico (p-valor ajustável < 0,01) é indicado por linhas tracejadas horizontais. (e) Relação espectral da contagem da ponta de prova experiências eu (x-linha central) e da ponta de prova II (y-linha central) nas pilhas contaminadas SARS-CoV-2- de Vero comparadas a RNP capturam experiências em pilhas uninfected (n = 3 replicates técnicos). Proteínas estatìstica significativas do anfitrião (n = 37, P-valor ajustável < 0,05) na ponta de prova experiências eu e da ponta de prova II são marcados por círculos pretos. Daqueles, as proteínas representativas do anfitrião são etiquetadas. A relação espectral média da contagem da ponta de prova eu e de experiências da ponta de prova II sou marcado por linhas tracejadas verticais e horizontais, respectivamente. (f) Análise estatística das proteínas do anfitrião enriquecidas na ponta de prova experiência mim e da ponta de prova II (isto é ponta de prova enriquecida). P-valores ajustados (P-valor ajustável) da ponta de prova eu experiências e de experiências da ponta de prova II sou mostrado em amarelo e em verde, respectivamente.

A potência de proteínas RNA-Obrigatórias reguladoras

Todo o estes são traduzidos no uníssono com a evasão viral original e as estratégias modulatory que mantêm o processo ser executado lisamente. Por exemplo, o gRNA simultaneamente está sendo traduzido, transcrito e encapsulado. Contudo, as pilhas de anfitrião igualmente respondem com seu próprio RBPs, incluindo Pedágio-como os receptors (TLRs), RIG-I e MDA5, que são projectados detectar e cancelar o vírus. O vírus assim igualmente codifica mecanismos para iludir estas respostas do anfitrião dentro de seu gRNA.

Para realizar este, explora proteínas reguladoras do vário anfitrião, tais como as proteínas RNA-obrigatórias (RBPs). Estes formam complexos específicos (RNP) do ribonucleoprotein. A soma destas interacções de RBP-RNA compo o interactome.

Descoberta esta RBPs, e a maneira que ligam a e regulam o RNA viral transcrito são importantes aproveitar a potência de genes e de defesas reguladores do anfitrião. O estudo actual usa uma disposição de técnicas bioquímicas para descobrir estes mecanismos a nível molecular.

Estes incluem o ligamento transversal da imunoprecipitação seguida arranjando em seqüência (Grampo-segs.), que estuda as proteínas expressadas e indirectamente o RNA; métodos RNA-focalizados tais como a purificação antisentido do RNA acoplada com espectrometria em massa (RAP-MS).

RBPs envolveu no regulamento viral do RNA

O estudo actual usou um formulário alterado dos últimos para identificar a série completa das proteínas que interagem com o RNA viral, SARS-CoV-2 e o coronavirus sazonal HCoV-OC43.

Estas alterações dos pesquisadores o comentário, “à identificação robusta de RAP-MS e sensível permitida protocolo das proteínas limitam directamente ao alvo do RNA do interesse.”

Os pesquisadores usaram fragmentos menores do RNA, aproximadamente 90 nucleotides por muito tempo, como sondam para identificar seqüências complementares no RNA genomic e subgenomic. Duas associações de seqüências da ponta de prova foram usadas para identificar especificamente o gRNA e o sgRNA.

Encontraram 429 nove as virais proteínas do anfitrião e, de que 199 e 220 foram expressados a níveis mais altos do que nos controles. Estas proteínas contêm domínios RNA-obrigatórios específicos, incluindo domínios do motivo do reconhecimento (RRM) do RNA e da homologia (KH) de K, a níveis mais altos comparados aos interactomes celulares do mRNA.

No gRNA e no sgRNA, a proteína de N era overrepresented o mais altamente, com outras proteínas altamente expressadas, incluindo nsp1, um factor principal da virulência. A ponta de prova do gRNA detectou NSP12, NSP9 (exigido para a réplica viral), e proteínas estruturais do ponto e da membrana mais do que as pontas de prova do sgRNA.

Quando comparadas com as pilhas uninfected, as pilhas contaminadas trataram-me com as pontas de prova e II mostraram um enriquecimento de 74 e 72 proteínas, respectivamente. Estas 109 proteínas são definidas como “o interactome do RNA SARS-CoV-2.” Os pesquisadores igualmente encontraram um grupo menor de proteínas do núcleo que interagem com o RNA viral, chamado do “o interactome do RNA núcleo SARS-CoV-2.” A maioria destes participa em regular vários caminhos virais, incluindo a estabilidade do RNA e a função.

Betacoronavirus conservado RNPs

Ao contrário de SARS-CoV-2, NSP1 nas linhagens A do betacoronavirus e B tiveram uma função diferente, com somente uma fracção que está sendo detectada em HCoV-OC43. Contudo, 107 proteínas foram encontradas o interactome em SARS-CoV-2 e em HCoV-OC43, em durações diferentes do ponto da infecção. Isto indica a conservação de RBPs entre coronaviruses.  

Além disso, 14 de 38 proteínas do anfitrião envolvidas no regulamento transcricional, processamento e estabilidade do RNA, detectados por ambos os grupos de pontas de prova, são conservadas entre interactomes do RNA do betacoronavirus.

RBPs pode permitir a evasão SARS-CoV-2 imune

Os pesquisadores seguiram o RBPs aos processos celulares estados relacionados com a tradução e encontraram que jogam um papel regulador principal nas interacções do RNA, incluindo o ciclo de vida viral.

SARS-CoV-2 pode iludir a indução imune do reconhecimento e da interferona, a resposta antivirosa normal, que aumenta por sua vez genes interferona-estimulados (ISGs). Conseqüentemente, os investigador igualmente olharam o papel possível destes factores em regular a evasão imune viral.

Dos dados publicados encontraram que, depois da infecção SARS-CoV-2, o anfitrião fatora PARP12, SHFL, CELF1, e TRIM25 estão expressados a níveis mais altos. Destes, o primeiros e o último são ISG do núcleo, quando SHFL upregulated nas amostras de tecido de pulmão dos pacientes COVID-19 que sucumbiram à infecção. PARP12 é envolvido em produzir a actividade antivirosa contra uma escala de vírus do RNA.

RBPs pode suprimir caminhos antivirosos

Usando experiências do knockdown, os pesquisadores encontraram os factores do anfitrião que negociam o RNA viral que liga a estas proteínas reguladoras e a outros factores antivirosos possíveis do anfitrião. O Knockdown dos factores do anfitrião, a saber PARP12, TRIM25, e SHFL, de que é estimulado pela infecção SARS-CoV-2 ou pelo tratamento com beta-interferonas aumenta níveis virais do RNA.

Encontraram que o RBPs estado relacionado com o reconhecimento viral do RNA upregulated através de JAK-STAT e de caminhos da sinalização da interferona e obstruem a infecção. Diversas destas proteínas são os factores anti-SARS-CoV-2 putativos. Algum interaja com a N-proteína para obstruir respostas antivirosas. Neste contexto, a actividade desupressão de SARS-CoV-2 parece ajudá-lo com sucesso a obstruir esta defesa antivirosa.

Além disso, os ribosyltransferases do ADP tais como PARP12 são usados por muitos vírus. O coronavirus NSP3 pode remover o ADP-ribose e assim inverter o efeito de proteínas de PARP, assim promovendo a réplica viral.

Os autores dizem, “baseado em nossos dados do interactome do RNA, nós supor que a actividade RNA-obrigatória de PARP12 e de seu papel no reconhecimento viral do RNA pode explicar o mecanismo molecular subjacente de sua actividade antivirosa contra os transcritos SARS-CoV-2.”

Similarmente, a estimulação interferona-negociada dos muitos RBPs pode jogar um papel na supressão de muitos mecanismos antivirosos. Em caso afirmativo, o regulamento dos caminhos da interferona pode ser responsável para o escape imune de SARS-CoV-2. O estudo actual igualmente mostrou muitos factores novos do anfitrião que estão sendo identificados pela primeira vez em uma infecção viral, tal como LARP1, um factor que possa estabilizar os mRNAs que codificam uma variedade de factores da tradução que contêm o 5' motivo da PARTE SUPERIOR.

Implicações e sentidos futuros

Estes resultados podem implicar que a infecção SARS-CoV-2 pode induzir o múltiplo outros factores do anfitrião que promovem a tradução viral, como EIF3A, EIF3D e CSDE1. Por factores específicos de recrutamento, o vírus pode regular a iniciação da tradução. Além disso, estes interactomes são encontrados para conter um de mais alto nível de RBPs com domínios do KH, visto que o mRNA celular não faz.

Outras possibilidades incluem o controle exercido pelo RNA sobre as proteínas que interagem com ele; e mudanças na relação de sgRNA/gRNA desde que muito sgRNA pode ser chamariz RNAs para modular a resposta imune do anfitrião e para impedir a supressão viral. A escala larga das interacções com factores antivirosos fornece um relance de muitas outras aproximações potenciais a explorar estratégias terapêuticas para esta infecção.

Observação *Important

o bioRxiv publica os relatórios científicos preliminares que par-não são revistos e, não devem conseqüentemente ser considerados como conclusivos, guia a prática clínica/comportamento saúde-relacionado, ou tratado como a informação estabelecida.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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