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SARS-CoV-1 utilise la protéine d'ORF3a pour déclencher le desserrage viral

Les scientifiques aux Etats-Unis - de l'Université John Hopkins et de l'Université du Maryland - ont récent découvert le mécanisme par lequel le coronavirus 1 (SARS-CoV-1) de syndrôme respiratoire aigu sévère est relâché des cellules infectées. Ils ont expliqué que la protéine ouverte du cadre de lecture 3a (ORF3a) du radar à ouverture synthétique CoV-1 induit le procédé viral de desserrage (sortie) par la morphologie de perturbation de Golgi, réduisant la cargaison trafiquant, et neutralisant Golgi pH. L'étude est actuellement disponible sur le serveur de prétirage de bioRxiv*.

Mouvement propre

Les coronaviruses humains sont des virus ARN enveloppés qui se réunissent par le bourgeonnement dans le réticulum endoplasmique (ER) - compartiment de cliché intermédiaire de Golgi. Bien que le mécanisme de la sortie virale ne soit pas entièrement connu, il y a de preuve indiquant que les protéines présentent sur l'enveloppe virale telle que la pointe, membrane, et des protéines d'enveloppe jouent des rôles essentiels dans le procédé de sortie. Par exemple, la protéine d'enveloppe des coronaviruses est un viroporin qui agit en tant que canal ionique et facilite la sortie virale.

En cellules infectées avec le virus infectieux de bronchite (IBV), on l'a observé que la protéine d'enveloppe déclenche le procédé viral de sortie en réduisant en fragments et en neutralisant le Golgi complexe et en réduisant le trafic de cargaison. De plus, la protéine d'enveloppe s'est avérée pour protéger la protéine virale de pointe contre la protéolyse anormale.

À la différence d'IBV, qui est un coronavirus gamma, les coronaviruses humains appartiennent aux alpha et bêtas genres. Tous les coronaviruses humains mortels, tels que SARS-CoV-1, coronavirus respiratoire de syndrome de SARS-CoV-2, et de Moyen-Orient (MERS-CoV), appartiennent au bêta genre. Les études précédentes sur la sortie de coronavirus ont prouvé que, à la différence d'IBV, la protéine d'enveloppe de SARS-CoV-1 n'est pas impliquée dans la neutralisation et la fragmentation de Golgi pour faciliter la sortie virale. Dans l'étude actuelle, les scientifiques ont vérifié le mécanisme de la sortie SARS-CoV-1.

Modèle d'étude

Les scientifiques ont particulièrement examiné le rôle de la protéine annexe virale ORF3a dans le procédé de sortie, parce que l'overexpression passager de cette protéine s'est avéré pour perturber la morphologie de Golgi. D'ailleurs, assimilé à la protéine d'enveloppe, ORF3a possède l'activité de canal ionique qui est connue pour s'associer à la sortie virale.

Pour examiner le trafic et la mesure Golgi pH luminal de cargaison, ils ont entrepris une suite d'expériences utilisant des cellules de rein de callitriche africain protéine overexpressing transitoirement SARS-CoV-1 ORF3a, protéine d'enveloppe d'IBV (contrôle positif), ou d'IBV membrane (contrôle négatif).

Observations importantes

L'analyse de la morphologie de Golgi a indiqué qu'ORF3a est transporté par le Golgi à la membrane de plasma, alors que la membrane d'IBV et les protéines d'enveloppe sont situées dans la région de Golgi. On a observé la dispersion des protéines complexes de Golgi en cellules overexpressing ORF3a ou protéine d'enveloppe. Cependant, la dispersion provoquée par ORF3a était comparée moins considérable à celle par la protéine d'enveloppe d'IBV. Les scientifiques ont présumé que puisque la protéine d'enveloppe est fortement mise dans la région de Golgi, son choc sur la dispersion est plus répandu.     

Pour valider cette hypothèse, ils ont produit une forme de mutant d'ORF3a, qui est attendu pour rester dans la région de Golgi. Cependant, ils n'ont pas validé leur hypothèse parce que le mutant ORF3a a été maintenu dans l'ER au lieu de la région de Golgi.

Pour vérifier la cargaison trafiquant, ils ont examiné l'hydrate de carbone traitant et l'expression extérieure de la glycoprotéine de virus de stomatite vésiculaire (VSV-G), qui est une protéine de membrane a traité dans le Golgi pendant son transport à la membrane de plasma. L'analyse a indiqué que l'hydrate de carbone traitant et l'expression extérieure de VSV-G était réduit en cellules exprimant la protéine d'enveloppe de SARS-CoV-1 ORF3a ou d'IBV. Cependant, la réduction du trafic de cargaison était la plus élevée en cellules exprimant la protéine d'enveloppe d'IBV, une observation assimilée à l'effet de dispersion de Golgi. Les scientifiques croient qu'une réduction du desserrage de virus dû au trafic réduit de cargaison peut être une compromission acceptable pour assurer l'assemblage du pouvoir infectant viral.   

En analysant les spectres d'émission de fluorescence d'une molécule luminal Golgi-visée de pHlorin par cytométrie de flux, les scientifiques ont observé que le pH du lumen de Golgi a augmenté de manière significative en cellules exprimant ORF3a. Cependant, l'intensité de la modification de pH était inférieure à cela observée en cellules exprimant la protéine d'enveloppe d'IBV. Prises ensemble, ces observations proposent que la dispersion de Golgi et la réduction du trafic de cargaison soient Golgi accru dû pH luminal.  

Avec l'analyse approfondie, les scientifiques ont confirmé que, à la différence de la protéine d'enveloppe d'IBV, l'activité de canal ionique de la protéine de SARS-CoV-1 ORF3a est exigée pour la dispersion de Golgi et la réduction de trafic de cargaison.

Dans un ensemble d'expériences indépendant, les scientifiques ont vérifié les effets des protéines SARS-CoV-2 sur l'altération morphologique de Golgi. Leur analyse a indiqué que la dispersion des protéines complexes de Golgi en cellules exprimant SARS-CoV-2 ORF3a est assimilée à cela observée en cellules exprimant SARS-CoV-1 ORF3a. Puisque les résidus d'acide aminé liés à l'activité de canal ionique d'ORF3a sont économisés entre SARS-CoV-1 et SARS-CoV-2, les scientifiques croient que les deux virus partagent un mécanisme assimilé pour la perturbation de morphologie de Golgi.

Avis *Important

le bioRxiv publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.

Journal reference:
Dr. Sanchari Sinha Dutta

Written by

Dr. Sanchari Sinha Dutta

Dr. Sanchari Sinha Dutta is a science communicator who believes in spreading the power of science in every corner of the world. She has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree and a Master's of Science (M.Sc.) in biology and human physiology. Following her Master's degree, Sanchari went on to study a Ph.D. in human physiology. She has authored more than 10 original research articles, all of which have been published in world renowned international journals.

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