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las pantallas de la Genoma-escala CRISPR establecen claramente composiciones antivirus prometedoras contra SARS-CoV-2

En un trabajo de investigación reciente actualmente disponible en el servidor de la prueba preliminar del bioRxiv*, los científicos en los E.E.U.U. utilizaron las pantallas knockout de la genoma-escala CRISPR para determinar los factores que ascienden la infección con el coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática, revelando el potencial para la actividad del amplio-espectro a través de la familia del coronavirus.

Mientras que las vacunas efectivas contra la enfermedad del coronavirus (COVID-19) se están administrando global en un paso sin precedente, todavía hay una extrema necesidad para las terapias antivirus, especialmente en vista de la aparición de las variantes antigénico distintas SARS-CoV-2 de la preocupación a través del mundo.

Los Antivirals se pueden agrupar en dos categorías básicas, ordenador principal-apuntando y virus-apuntando, que autorizan una comprensión completa de los mecanismos moleculares usados por los agentes virales para replegar en células.

Además, somos conscientes que réplica de los coronaviruses usando una serie establecida de acciones moleculares, donde están presentes los factores del ordenador principal en cada paso - representación a su vez de objetivos potencialmente druggable.

Teniendo en cuenta la necesidad de una comprensión adecuada de pantallas genoma-anchas en la identificación de los factores del ordenador principal necesarios para la réplica viral, así como el enorme impacto global COVID-19 del pandémico actual, está como cabe esperar grupos de esa de muchos investigación utiliza esta aproximación para estudiar SARS-CoV-2.

Por lo tanto, un grupo de investigación del dirigido por Estados Unidos del Dr. Marco Grodzki del departamento de la genética molecular y la microbiología, universidad del remedio en la universidad de la Florida - realizó un análisis global de acciones recíprocas entre el ordenador principal y los coronaviruses humanos de las pantallas genoma-anchas en dos diversas variedades de células.

Pantallas Knockout y prueba del inhibidor

Más concretamente, este grupo de investigación persiguió las pantallas knockout de la genoma-escala CRISPR en dos variedades de células con SARS-CoV-2 y el coronavirus humano OC43 que causa el frío común. Las variedades de células que han utilizado eran Vero E6 (células epiteliales del riñón de una grapa verde africana) y HEK293T (células embrionarias humanas del riñón) ectopically que expresaba el receptor ACE2.

También han determinado si los caminos específicos y los productos del gen determinados en estas pantallas se podrían apuntar con los inhibidores disponibles en el comercio para parar la infección con los coronaviruses humanos. Muchos genes implicados en la regla del ciclo celular fueron probados, y las copias virales del genoma fueron cuantificadas en las células tratadas con cada uno composición.

Finalmente, los investigadores también han realizado un análisis comparativo completo de todas las pantallas genoma-anchas publicadas SARS-CoV-2 hasta la fecha en un esfuerzo de determinar objetivos salientes y de informar al revelado adicional de la droga.

Antivirals que apuntan factores reconocidos del ordenador principal

En fin, las pantallas genoma-anchas de CRISPR en las células E6 y HEK293T-hACE2 de Vero determinaron los factores específicos del ordenador principal requeridos para la infección con los coronaviruses humanos. Un subconjunto de los candidatos del gen que ascienden la réplica viral también se ha validado.

Por otra parte, las drogas que apuntan el ordenador principal seleccionado descomponen en factores eficacia in vitro visualizada contra SARS-CoV-2, que incluyó los diversos inhibidores del ciclo celular, un inhibidor del endocytosis y un inhibidor Tanque-obligatorio de la cinasa 1. Estas drogas se podían repurposed para el tratamiento de COVID-19 en un futuro próximo.

Los factores del ordenador principal implicados en la regla del ciclo celular fueron enriquecidos en las pantallas que fueron perseguidas en este estudio, al igual que algunos otros componentes claves del camino programado de la extinción del ARN de mensajero. De acuerdo con los resultados obtenidos, las diferencias célula-tipo-específicas en el uso de los lisosomas para la salida humana del coronavirus también se han sugerido.

Hacia la comprensión de las acciones recíprocas dominantes

“Nuestros estudios verifican y despliegan la carrocería cada vez mayor de la literatura centrada en acciones recíprocas humanas dominantes de comprensión de la célula del coronavirus-ordenador principal”, dicen a los autores de este papel del bioRxiv.

“La redundancia bastante limitada en los factores proviral determinados a través de nuestro estudio y de otros estudios publicados usando las pantallas genoma-anchas de CRISPR destaca la extensión extensa de estas acciones recíprocas y sugiere que sigue habiendo aún más factores del ordenador principal ser descubierto”, ellos agrega.

En todo caso, las diferencias en tipos de la célula y condiciones variables de la infección influencian indiscutiblemente los resultados de pantallas; por lo tanto, esto podía ser una manera de obtener nuevos discernimientos en mecanismos y características sutiles de la réplica SARS-CoV-2.

Por lo tanto, los estudios moleculares meticulosos que prueban las hipótesis relacionadas con ésta (y provenir las pantallas emparentadas de la genoma-escala CRISPR) representan un paso siguiente giratorio. El trabajo adicional también se necesita para determinar el mecanismo de la acción de composiciones nuevas antes de que puedan ser utilizados en el entorno clínico.

Resumen de los genes encontrados en esto y otros estudios y sus papeles potenciales en el ciclo vital SARS-CoV-2. Los factores del ordenador principal determinados en pantallas de CRISPR se presentan adyacente al escenario supuesto de la réplica viral donde funcionan. Los genes son con código de color basados en su identificación en nuestros y otros estudios publicados, como se indica en la leyenda. Los factores del ordenador principal de HCoV de la cubeta del candidato se indican con los asteriscos rojos. Las réplicas del virus con una serie de pasos moleculares bien definidos. 1-2) Después del virion que ata a ACE2, SARS-CoV-2 puede fundir en la membrana de plasma o después de endocytosis. Los proteoglycans del sulfato de Heparan aumentan la agregación viral a las células así que los factores del ordenador principal implicados en la biosíntesis del sulfato del heparan (B3GAT3, EXT1, EXTL3, SLC35B2) y el glycosylation (A4GALT, ALG5, ALG9) pueden desempeñar un papel en asiento viral. Las proteínas de IFITM se proponen para ascender la fusión en la superficie de la célula sino para inhibir la fusión en endosomes. Reciba los factores implicados en el endocytosis (C18orf8, CCZ1, CCZ1B, CLTC, EPN1, WDR81, WDR91), transporte vesicular (DNM2, PIK3C3, RAB7A, TMEM106B, SNX27, VAC14, VPS35), y la fusión amphisome de la maduración/del lisosoma (ATP6VIE1, ATPCV1G1, ATP6V1A, CTSL, GDI2, TMEM41B) facilita probablemente el virion uncoating. 3) el genoma del ARN del positivo-sentido entonces se traduce para producir los polyproteins nonstructural que son co-de translación hendidos para formar los nsps maduros. Ciertos factores del ordenador principal como RNH1 y DAZ3 pueden servir proteger el genoma viral contra la degradación por las enzimas del ordenador principal. 4) los nsps forman el replicase viral que monta en las membranas organellar para formar los complejos de la réplica y de la transcripción (RTC) donde se producen los genomas de la progenie y las transcripciones estructurales/accesorias de la proteína, respectivamente. los componentes EDC4 y XRN1 de la P-carrocería, determinados en este estudio, pueden desempeñar un papel en la estabilidad del ARN o el montaje viral que mantiene del RTC. 5) las proteínas estructurales y accesorias se traducen, y pieza inserta estructural de las proteínas a la membrana del ER. SLC39A1 ER-localizado puede desempeñar un papel en este proceso. 6) el brote de Nucleocapsids en el ERGIC, potencialmente ayudado por el ordenador principal descompone en factores ERGIC3, SEC63, SLC33A1, y SCAP. 7) los virions de la progenie forman mientras que atraviesan con el Golgi y las proteínas estructurales son glycosylated. 8) salida de Virions la célula con la exocitosis típica (DNM2, EXOC2, EXT1, EXTL3, MYH13, SNX27, VPS35) o la salida lysosomal nonclassical (GNPTAB, GNPTG, NAGPA, NPC1, TMEM106B, PIP4P1). Los factores numerosos del ordenador principal con papeles directos menos obvios en ascender pasos en el ciclo vital viral también se han determinado en pantallas de CRISPR. Por ejemplo, los factores numerosos que regulaban el ciclo celular (BAX, CDK4, CDKN1A, DYRK1A, HRK, MPLKIP, PTCH1, STRADA, TP53) fueron determinados en nuestras pantallas en AGM y células humanas. Además, los factores nuclear-localizados múltiplo del ordenador principal incluyendo reguladores transcriptivos diversos y dos componentes del complejo del integrador (INTS6, INTS12) fueron determinados. Total, el gran número de factores diversos del ordenador principal que asciendan la réplica SARS-CoV-2 ilustra la explotación en grande de los procesos celulares requeridos para la propagación viral acertada. Adaptado del patrón de BioRender tituló el ciclo vital de Coronavirus generó por el laboratorio de Britt Glaunsinger.
El resumen de genes encontró en esto y otros estudios y sus papeles potenciales en el ciclo vital SARS-CoV-2. Los factores del ordenador principal determinados en pantallas de CRISPR se presentan adyacente al escenario supuesto de la réplica viral donde funcionan. Los genes son con código de color basados en su identificación en nuestros y otros estudios publicados, como se indica en la leyenda. Los factores del ordenador principal de HCoV de la cubeta del candidato se indican con los asteriscos rojos. Las réplicas del virus con una serie de pasos moleculares bien definidos. 1-2) Después del virion que ata a ACE2, SARS-CoV-2 puede fundir en la membrana de plasma o después de endocytosis. Los proteoglycans del sulfato de Heparan aumentan la agregación viral a las células así que los factores del ordenador principal implicados en la biosíntesis del sulfato del heparan (B3GAT3, EXT1, EXTL3, SLC35B2) y el glycosylation (A4GALT, ALG5, ALG9) pueden desempeñar un papel en asiento viral. Las proteínas de IFITM se proponen para ascender la fusión en la superficie de la célula sino para inhibir la fusión en endosomes. Reciba los factores implicados en el endocytosis (C18orf8, CCZ1, CCZ1B, CLTC, EPN1, WDR81, WDR91), transporte vesicular (DNM2, PIK3C3, RAB7A, TMEM106B, SNX27, VAC14, VPS35), y la fusión amphisome de la maduración/del lisosoma (ATP6VIE1, ATPCV1G1, ATP6V1A, CTSL, GDI2, TMEM41B) facilita probablemente el virion uncoating. 3) el genoma del ARN del positivo-sentido entonces se traduce para producir los polyproteins nonstructural que son co-de translación hendidos para formar los nsps maduros. Ciertos factores del ordenador principal como RNH1 y DAZ3 pueden servir proteger el genoma viral contra la degradación por las enzimas del ordenador principal. 4) los nsps forman el replicase viral que monta en las membranas organellar para formar los complejos de la réplica y de la transcripción (RTC) donde se producen los genomas de la progenie y las transcripciones estructurales/accesorias de la proteína, respectivamente. los componentes EDC4 y XRN1 de la P-carrocería, determinados en este estudio, pueden desempeñar un papel en la estabilidad del ARN o el montaje viral que mantiene del RTC. 5) las proteínas estructurales y accesorias se traducen, y pieza inserta estructural de las proteínas a la membrana del ER. SLC39A1 ER-localizado puede desempeñar un papel en este proceso. 6) el brote de Nucleocapsids en el ERGIC, potencialmente ayudado por el ordenador principal descompone en factores ERGIC3, SEC63, SLC33A1, y SCAP. 7) los virions de la progenie forman mientras que atraviesan con el Golgi y las proteínas estructurales son glycosylated. 8) salida de Virions la célula con la exocitosis típica (DNM2, EXOC2, EXT1, EXTL3, MYH13, SNX27, VPS35) o la salida lysosomal nonclassical (GNPTAB, GNPTG, NAGPA, NPC1, TMEM106B, PIP4P1). Los factores numerosos del ordenador principal con papeles directos menos obvios en ascender pasos en el ciclo vital viral también se han determinado en pantallas de CRISPR. Por ejemplo, los factores numerosos que regulaban el ciclo celular (BAX, CDK4, CDKN1A, DYRK1A, HRK, MPLKIP, PTCH1, STRADA, TP53) fueron determinados en nuestras pantallas en AGM y células humanas. Además, los factores nuclear-localizados múltiplo del ordenador principal incluyendo reguladores transcriptivos diversos y dos componentes del complejo del integrador (INTS6, INTS12) fueron determinados. Total, el gran número de factores diversos del ordenador principal que asciendan la réplica SARS-CoV-2 ilustra la explotación en grande de los procesos celulares requeridos para la propagación viral acertada. Adaptado del patrón de BioRender tituló el ciclo vital de Coronavirus generó por el laboratorio de Britt Glaunsinger.

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
Dr. Tomislav Meštrović

Written by

Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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