Hệ thống ISG15 / ISGylation điều chỉnh nhiễm vi rút Vaccinia như thế nào?

Trong một nghiên cứu gần đây được đăng lên bioRxiv* máy chủ, các nhà nghiên cứu đã chứng minh cách gen 15 được kích thích bởi interferon (ISG15) có liên quan đến sự phổ biến của virus Vaccinia (VACV) như thế nào.

Nghiên cứu: ISG15 là cần thiết cho việc phổ biến các virion ngoại bào của vi rút Vaccinia.  Tín dụng hình ảnh: Kateryna Kon / Shutterstock
Nghiên cứu: ISG15 là cần thiết để phát tán virion ngoại bào của vi rút Vaccinia. Tín dụng hình ảnh: Kateryna Kon / Shutterstock

Tiểu sử

ISG15 điều chỉnh một proteome virus bằng cách mã hóa một chất điều chỉnh sau dịch mã nhỏ giống ubiquitin điều chỉnh một số con đường tế bào bên trong vật chủ. Do đó, nó thực hiện các hoạt động kháng vi-rút chống lại nhiều loại vi-rút gây ra các bệnh chết người ở người [e.g., human immunodeficiency virus (HIV)].

Poxvirus, bao gồm cả VACV, là những virus deoxyribonucleic acid (DNA) mạch kép, được bao bọc, sao chép hoàn toàn trong tế bào chất của các tế bào bị nhiễm bệnh. Họ đã phát triển hai đội quân chuyên biệt, độc nhất – viz., Virion trưởng thành nội bào (MV) và virion ngoại bào (EV), để lan rộng và chinh phục các vùng lãnh thổ mới với chi phí là tài nguyên của vật chủ. EV, bắt nguồn từ MV, truyền trong vật chủ, gây nhiễm trùng toàn thân. Mặt khác, các MV được bao bọc bên trong mạng trans-Golgi (TGN) của vật chủ hoặc màng nội mô giúp VACV truyền giữa hai vật chủ.

Chất thứ nhất phân bố sau khi ly giải tế bào, trong khi chất thứ hai đẩy qua đuôi actin từ các tế bào sống. Ngoài ra, hai dạng virus có thành phần protein khác nhau và khác nhau giữa các chủng VACV khác nhau. Nó vẫn chưa hoàn toàn hiểu làm thế nào lan truyền virus đóng một vai trò trong việc lây truyền poxvirus. Vì con người đã phải hứng chịu một số cuộc tấn công từ vi rút trong hàng triệu năm qua, nên hiểu rõ hơn về (các) cơ chế mà vi rút triển khai trong quá trình lây nhiễm là rất quan trọng để giành chiến thắng trong trận chiến lớn tiếp theo chống lại chúng. Hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng coronavirus-2 (SARS-CoV-2) là một ví dụ điển hình về cách một số loại virus có thể gây ra đại dịch với tỷ lệ tử vong cao.

Về nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nguyên bào sợi phôi chuột (MEF) để chứng minh cách hệ thống ISG15 / ISGylation điều chỉnh sự lây nhiễm VACV. Họ đã nhiễm ISG15 + / + hoặc ISG15 – / – MEF đã bất tử với chủng VACV International Health Department-J (IHD-J). Họ đã tinh chế các virion nội bào bằng cách ly tâm siêu tốc qua đệm sacaroza 20%, được xử lý cho sắc ký lỏng với phép phân tích khối phổ song song (LC-MS / MS).

Vào những thời điểm được chỉ định sau khi nhiễm trùng, nhóm nghiên cứu đã tách các protein bằng phương pháp điện di trên gel natri dodecyl-sulfat polyacrylamide (SDS-PAGE). Cuối cùng, họ phân tích sự biểu hiện của các protein sớm (E3) và muộn (A27, A4) do virus Western Blot phân tích, sử dụng các kháng thể đặc hiệu để xác định các protein VACV tương tác với ISG15.

Nghiên cứu kết quả

Sự vắng mặt của ISG15 trong MEF (ISG15 – / – MEF) bị nhiễm VACV IHD-J cho thấy giảm sản xuất EV. Ngoài ra, so với Isg15 + / + MEF, các tế bào này cho thấy sự tích tụ IHD-J trong tế bào chất và loại bỏ các mảng hình sao chổi.

Một phân tích định lượng proteomic của các virion tinh khiết từ Isg15 – / – MEF cho thấy rằng các tế bào này được làm giàu trong protein của cả MV và virion bọc, khẳng định thêm sự tích tụ của các dạng virus khác biệt trong các tế bào này. Hơn nữa, các tác giả lưu ý rằng protein ngón tay đeo nhẫn 213 (RNF213), một cảm biến của các protein ISGyl hóa, nằm trong số các protein tế bào ít phong phú hơn trong các mẫu Isg15 – / -. Do đó, tương tác của RNF213 với ISG15 cũng có thể có liên quan trong phản ứng kháng vi-rút đối với VACV.

Các thí nghiệm với vi rút tái tổ hợp biểu hiện ISG15 được gắn thẻ V5 cho thấy protein A36 rất cần thiết cho sự hình thành đuôi actin và có khả năng tương tác với ISG15. Tương tự như vậy, các nhà nghiên cứu đã quan sát sự điều tiết của một protein B5 trong virion được tinh chế từ các tế bào Isg15 – / -. Nó tham gia vào quá trình hình thành IEV và quá trình trùng hợp đuôi actin. Nhìn chung, kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, khi không có ISG15, việc giải phóng EV và sự hình thành đuôi actin bị suy giảm.

Phân tích bằng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) cho thấy rằng các hạt vi rút nội bào đã tăng lên trong các tế bào Isg15 – / – bị nhiễm IHD-J. Đáng ngạc nhiên, việc định lượng các virion lây nhiễm nội bào bằng xét nghiệm mảng bám không cho thấy bất kỳ sự khác biệt nào giữa các kiểu gen, cho thấy rằng nhiều hạt tích lũy trong tế bào Isg15 – / – có thể bị lỗi và không lây nhiễm.

Kết luận

Poxvirus lại thu hút được sự chú ý do sự xuất hiện gần đây của virus đậu mùa khỉ (MPXV), một loại virus Orthopoxvirus lây nhiễm từ động vật sang người. Rất may, MPXV đã dẫn đến tỷ lệ tử vong thấp hơn đáng kể so với VARV, tác nhân gây bệnh đậu mùa. Tuy nhiên, ngày càng có nhiều lo ngại rằng, trong tương lai, nó có thể chinh phục thị trường sinh thái từng bị VARV chiếm giữ. Do đó, nghiên cứu hiện tại đã theo đuổi (các) bằng chứng về cách các yếu tố hạn chế vật chủ kiểm soát cơ chế lây lan của poxvirus.

Trong một trong những công trình trước đây của họ, các tác giả đã phát hiện ra rằng ISGylation ức chế việc sản xuất các exosomes, các túi tiết ra môi trường ngoại bào, rất giống với EVs. Vì vậy, họ đưa ra giả thuyết rằng EV sử dụng một cơ chế tương tự như exosomes, và ISG15 có thể cảm nhận dạng lây nhiễm nào của VACV sẽ được tạo ra để phát tán virus.

Mặc dù kết quả nghiên cứu đã chỉ ra tương tác của ISG15 với một số protein VACV, kết quả của những tương tác này vẫn chưa được làm sáng tỏ. Hiểu sâu hơn về các phản ứng kháng vi-rút qua trung gian ISG15 có thể mở đường cho việc phát triển các loại thuốc hiệu quả chống lại một số loại vi-rút lây nhiễm sang người.

*Thông báo quan trọng

bioRxiv xuất bản các báo cáo khoa học sơ bộ không được đánh giá ngang hàng và do đó, không được coi là kết luận, hướng dẫn thực hành lâm sàng / hành vi liên quan đến sức khỏe hoặc được coi là thông tin đã được thiết lập.

Tham khảo tạp chí:

Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published.