Suche
Mein Konto
Jak systém ISG15/ISGylation moduluje infekci virem vakcínie?
V nedávné studii zveřejněné na serveru bioRxiv* vědci ukázali, jak se interferonem stimulovaný gen 15 (ISG15) podílí na šíření viru vakcínie (VACV). Studie: ISG15 je vyžadován pro šíření extracelulárních virionů viru vakcínie. Fotografický kredit: Kateryna Kon/Shutterstock Tento zpravodajský článek byl recenzí předběžné vědecké zprávy, která nebyla v době publikace recenzována. Od svého prvního zveřejnění byla vědecká zpráva nyní recenzována a přijata k publikaci v akademickém časopise. Odkazy na předběžné a recenzované zprávy naleznete v sekci Zdroje na konci tohoto...
Jak systém ISG15/ISGylation moduluje infekci virem vakcínie?
V nedávné studii publikované v bioRxiv * Server ukázal výzkumníkům, jak se interferonem stimulovaný gen 15 (ISG15) podílí na šíření viru vakcínie (VACV).
Studie: ISG15 ist für die Verbreitung extrazellulärer Virionen des Vaccinia-Virus erforderlich. Bildnachweis: Kateryna Kon/Shutterstock
Tento zpravodajský článek byl recenzí předběžné vědecké zprávy, která nebyla v době publikace recenzována. Od svého prvního zveřejnění byla vědecká zpráva nyní recenzována a přijata k publikaci v akademickém časopise. Odkazy na předběžné a recenzované zprávy naleznete v části Zdroje na konci tohoto článku. Zobrazit zdroje
pozadí
ISG15 moduluje virový proteom kódováním malého posttranslačního modifikátoru podobného ubikvitinu, který reguluje více buněčných drah v hostiteli. Vykazuje tedy antivirové aktivity proti několika virům, které způsobují smrtelná onemocnění u lidí [např. virus lidské imunodeficience (HIV)].
Poxviry, včetně VACV, jsou obalené, lineární dvouřetězcové viry deoxyribonukleové kyseliny (DNA), které se zcela replikují v cytoplazmě infikovaných buněk. Vyvinuli dvě jedinečné, specializované síly – intracelulární zralé viriony (MV) a extracelulární viriony (EV) – k šíření a dobývání nových území na úkor zdrojů hostitele. EV odvozené od MV se přenášejí v hostiteli a způsobují systémové infekce. Na druhé straně MV zabalené v trans-Golgiho síti (TGN) nebo hostitelských endozomálních membránách podporují přenos VACV mezi dvěma hostiteli.
První se šíří po buněčné lýze, zatímco druhý se šíří z živých buněk prostřednictvím aktinových ocasů. Kromě toho mají tyto dvě virové formy různé proteinové složení a liší se mezi různými kmeny VACV. Dosud není zcela pochopeno, jakou roli hraje vylučování virů při přenosu virů neštovic. Protože lidé za poslední milion let čelili mnoha útokům virů, lepší pochopení mechanismů, které viry používají k infekci, je zásadní pro vítězství v další velké bitvě proti nim. Koronavirus-2 těžkého akutního respiračního syndromu (SARS-CoV-2) je dobrým příkladem toho, jak mohou některé viry způsobit pandemie s vysokou úmrtností.
O studiu
V této studii vědci použili myší embryonální fibroblasty (MEF) k demonstraci toho, jak systém ISG15/ISGylation moduluje infekci VACV. Infikovali imortalizované ISG15+/+ nebo ISG15-/- MEF kmenem VACV International Health Department-J (IHD-J). Vyčistili intracelulární viriony ultracentrifugací přes 20% sacharózový polštářek, který připravili pro kapalinovou chromatografii s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS).
V uvedených časech po infekci tým separoval proteiny elektroforézou na polyakrylamidovém gelu s dodecylsulfátem sodným (SDS-PAGE). Nakonec analyzovali expresi virových časných (E3) a pozdních (A27, A4) proteinů pomocí Western blotu a použili specifické protilátky k identifikaci proteinů VACV, které interagují s ISG15.
Výsledky studie
Absence ISG15 v MEF (ISG15-/-MEF) infikovaném VACV IHD-J ukázala sníženou produkci EV. Kromě toho tyto buňky vykazovaly akumulaci IHD-J v cytoplazmě a clearance plaků ve tvaru komety ve srovnání s Isg15+/+ MEF.
Kvantitativní proteomická analýza purifikovaných virionů z Isg15-/- MEF ukázala, že tyto buňky byly obohaceny o proteiny z MV i obalených virionů, což dále potvrzuje akumulaci různých forem viru v těchto buňkách. Autoři dále zjistili, že prstencový protein 213 (RNF213), senzor pro ISGylované proteiny, patřil mezi méně hojné buněčné proteiny ve vzorcích Isg15 -/-. Interakce RNF213 s ISG15 by proto mohla být také relevantní pro antivirovou odpověď proti VACV.
Experimenty s rekombinantním virem exprimujícím V5-značený ISG15 ukázaly, že protein A36 je nezbytný pro tvorbu aktinového ocasu a může interagovat s ISG15. Vědci také pozorovali upregulaci proteinu B5 ve virionech purifikovaných z buněk Isg15-/-. Podílí se na tvorbě IEV a polymeraci aktinového ocasu. Celkově výsledky studie naznačovaly, že v nepřítomnosti ISG15 bylo narušeno uvolňování EV a tvorba aktinového ocasu.
Analýza transmisní elektronovou mikroskopií (TEM) odhalila, že intracelulární virové částice byly zvýšeny v IHD-J-infikovaných Isg15 −/– buňkách. Kvantifikace intracelulárních infekčních virionů pomocí plakového testu překvapivě neukázala žádný rozdíl mezi genotypy, což naznačuje, že mnoho nahromaděných částic v Isg15 -/- buňkách může být defektních a neinfekčních.
Závěry
Poxvirům byla věnována obnovená pozornost kvůli nedávnému výskytu viru opičích neštovic (MPXV), zoonotického ortopoxviru, který infikuje lidi. Naštěstí má MPXV za následek významně nižší mortalitu ve srovnání s VARV, etiologickým agens neštovic. Rostou však obavy, že by v budoucnu mohl dobýt ekologickou niku, kterou kdysi obsadil VARV. Současná studie proto zkoumala důkazy o tom, jak restrikční faktory hostitele kontrolují mechanismy šíření poxvirů.
V jedné ze svých předchozích prací autoři zjistili, že ISGylace inhibuje produkci exozomů, což jsou vezikuly vylučované do extracelulárního prostředí, podobně jako EV. Proto předpokládali, že EV používají mechanismus podobný exozomům a že ISG15 dokáže rozpoznat, které z infekčních forem VACV jsou produkovány pro šíření viru.
Ačkoli výsledky studie naznačovaly interakce ISG15 s několika proteiny VACV, výsledek těchto interakcí je třeba ještě objasnit. Hlubší pochopení antivirových reakcí zprostředkovaných ISG15 by mohlo připravit cestu pro vývoj účinných léků proti více virům, které infikují lidi.
Tento zpravodajský článek byl recenzí předběžné vědecké zprávy, která nebyla v době publikace recenzována. Od svého prvního zveřejnění byla vědecká zpráva nyní recenzována a přijata k publikaci v akademickém časopise. Odkazy na předběžné a recenzované zprávy naleznete v části Zdroje na konci tohoto článku. Zobrazit zdroje
Reference:
- Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
Bécares, M. et al. (2022) „ISG15 ist für die Verbreitung extrazellulärer Virionen des Vaccinia-Virus erforderlich.“ bioRxiv. doi: 10.1101/2022.10.27.514002. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.27.514002v1 - Von Experten begutachteter und veröffentlichter wissenschaftlicher Bericht.
Bécares, Martina, Manuel Albert, Céline Tárrega, Rocío Coloma, Michela Falqui, Emma K. Luhmann, Lilliana Radoshevich und Susana Guerra. 2023. „ISG15 ist für die Verbreitung extrazellulärer Vaccinia-Virus-Virionen erforderlich.“ Virologie, April. https://doi.org/10.1128/spectrum.04508-22. https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.04508-22.
Revize článku
- 17. Mai 2023 – Das vorab gedruckte vorläufige Forschungspapier, auf dem dieser Artikel basiert, wurde zur Veröffentlichung in einer von Experten begutachteten wissenschaftlichen Zeitschrift angenommen. Dieser Artikel wurde entsprechend bearbeitet und enthält nun einen Link zum endgültigen, von Experten begutachteten Artikel, der jetzt im Abschnitt „Quellen“ angezeigt wird.