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SARS-CoV-1 utiliza a proteína de ORF3a para provocar a liberação viral

Os cientistas nos EUA - da Universidade Johns Hopkins e da Universidade de Maryland - têm descoberto recentemente o mecanismo por que o coronavirus 1 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-1) é liberado das pilhas contaminadas. Demonstraram que a proteína aberta do quadro de leitura 3a (ORF3a) de SARS CoV-1 induz o processo viral da liberação (saída) pela morfologia de interrupção de Golgi, reduzindo a carga que trafica, e neutralizando o pH de Golgi. O estudo está actualmente disponível no server da pré-impressão do bioRxiv*.

Fundo

Os coronaviruses humanos são os vírus envolvidos do RNA que montam brotando no segundo estômago endoplasmic (ER) - compartimento do intermediário de Golgi. Embora o mecanismo da saída viral não seja sabido inteiramente, há uma evidência que indica que as proteínas apresentam no envelope viral tal como o ponto, membrana, e proteínas de envelope joga papéis essenciais no processo da saída. Por exemplo, a proteína de envelope dos coronaviruses é um viroporin que actue como um canal do íon e facilite a saída viral.

Nas pilhas contaminadas com o vírus infeccioso da bronquite (IBV), observou-se que a proteína de envelope provoca o processo viral da saída fragmentando e neutralizando o Golgi complexo e reduzindo o tráfico da carga. Além, a proteína de envelope foi encontrada para proteger a proteína viral do ponto do proteolysis aberrante.

Ao contrário de IBV, que é um coronavirus da gama, os coronaviruses humanos pertencem aos géneros alfa e beta. Todos os coronaviruses humanos letais, tais como SARS-CoV-1, coronavirus respiratório da síndrome de SARS-CoV-2, e de Médio Oriente (MERS-CoV), pertencem ao beta género. Os estudos precedentes na saída do coronavirus mostraram que, ao contrário de IBV, a proteína de envelope de SARS-CoV-1 não está envolvida na neutralização e na fragmentação de Golgi para facilitar a saída viral. No estudo actual, os cientistas investigaram o mecanismo da saída SARS-CoV-1.

Projecto do estudo

Os cientistas examinaram especificamente o papel da proteína acessória viral ORF3a no processo da saída, porque o overexpression transiente desta proteína foi encontrado para interromper a morfologia de Golgi. Além disso, similar à proteína de envelope, ORF3a possui a actividade de canal do íon que é sabida para associar com a saída viral.

Para examinar o tráfico da carga e o pH luminal de Golgi da medida, conduziram uma série de experiências usando as pilhas do rim do macaco verde africano que overexpressing transiente SARS-CoV-1 ORF3a, proteína de envelope de IBV (controle positivo), ou de membrana de IBV proteína (controle negativo).

Observações importantes

A análise da morfologia de Golgi revelou que ORF3a está transportado com o Golgi à membrana de plasma, visto que a membrana de IBV e as proteínas de envelope são ficadas situada na região de Golgi. A dispersão de proteínas complexas de Golgi foi observada nas pilhas que overexpressing ORF3a ou proteína de envelope. Contudo, a dispersão causada por ORF3a era menos extensiva comparada àquela pela proteína de envelope de IBV. Os cientistas supor que desde que a proteína de envelope é colocada firmemente na região de Golgi, seu impacto na dispersão é mais difundido.     

Para validar esta hipótese, produziram um formulário do mutante de ORF3a, que é esperado permanecer na região de Golgi. Contudo, não validaram sua hipótese porque o mutante ORF3a foi retido no ER em vez da região de Golgi.

Para investigar a carga que trafica, examinaram o hidrato de carbono que processa e a expressão de superfície da glicoproteína do vírus do stomatitis vesicular (VSV-G), que é uma proteína da membrana processou no Golgi durante seu transporte à membrana de plasma. A análise revelou que o hidrato de carbono que processa e a expressão de superfície de VSV-G estêve reduzido nas pilhas que expressam a proteína de envelope de SARS-CoV-1 ORF3a ou de IBV. Contudo, a redução no tráfico da carga era a mais alta nas pilhas que expressam a proteína de envelope de IBV, uma observação similar ao efeito da dispersão de Golgi. Os cientistas acreditam que uma redução na liberação do vírus devido ao tráfico reduzido da carga pode ser um acordo aceitável para assegurar a retenção da infectividade viral.   

Analisando os espectros de emissão da fluorescência de uma molécula luminal Golgi-visada do pHlorin pelo cytometry de fluxo, os cientistas observaram que o pH do lúmen de Golgi aumentou significativamente nas pilhas que expressam ORF3a. Contudo, a intensidade da mudança de pH era mais baixa do que aquela observada nas pilhas que expressam a proteína de envelope de IBV. Tomadas junto, estas observações sugerem que a dispersão de Golgi e a redução no tráfico da carga sejam pH luminal aumentado devido de Golgi.  

Com análise mais aprofundada, os cientistas confirmaram que, ao contrário da proteína de envelope de IBV, a actividade de canal do íon da proteína de SARS-CoV-1 ORF3a está exigida para a dispersão de Golgi e a redução de tráfico da carga.

Em um grupo de experiências separado, os cientistas investigaram os efeitos das proteínas SARS-CoV-2 em alterações morfológicas de Golgi. Sua análise revelou que a dispersão de proteínas complexas de Golgi nas pilhas que expressam SARS-CoV-2 ORF3a é similar àquela observada nas pilhas que expressam SARS-CoV-1 ORF3a. Porque os resíduos do ácido aminado associados com a actividade de canal do íon de ORF3a são conservados entre SARS-CoV-1 e SARS-CoV-2, os cientistas acreditam que ambos os vírus compartilham de um mecanismo similar para o rompimento da morfologia de Golgi.

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. 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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