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博亚体育app官网入口_PNAS:揭示宿主细胞中间丝在寨卡病毒感染中的双重作用

点击量: 413     作者: 博亚体育app官网入口     时间: 2022-03-20 08:31:32

PNAS:揭露宿主细胞中心丝在寨卡病毒传染中的两重感化
  1. 病毒

来历:上海巴斯德所 2022-02-25 08:14

中国科学院上海巴斯德研究所酒亚明课题组在PNAS上,颁发了题为Host cytoskeletal vimentin serves as a structural organizer and an RNA-binding protein regulator to facilitate Zika viral replication的论文。

中国科学院上海巴斯德研究所酒亚明课题组在PNAS上,颁发了题为Host cytoskeletal vimentin serves as a structural organizer and an RNA-binding protein regulator to facilitate Zika viral replication的论文。该研究操纵多种显微成像手艺和组学阐发,初次论述了中心丝波形卵白vimentin在寨卡病毒传染中的物理空间支持与生物功能调控的两重感化。

寨卡病毒(Zika virus,ZIKV)是带包膜的单链公理RNA的黄病毒属病毒,该病毒致使新生儿小头畸形、格林-巴利综合征等神经型疾病。ZIKV进入胞内后会在内质网膜复制,发生年夜量双链RNA、病毒基因组RNA和病毒卵白,这些病毒组分和被劫持的宿主因子一路在核周堆积构成病毒复制工场以供给高效的病毒复制,而该进程中产生猛烈重构的宿主细胞骨架阐扬如何的生物功能尚不清晰。

细胞骨架包罗微丝、微管和中心丝,三者相互交叉构成收集为细胞内供给机械支持,介入细胞器定位、物资运输、旌旗灯号传导等主要生物进程。波形卵白(vimentin filaments)属在细胞骨架中心丝,首要环绕细胞核向细胞边沿辐射状散布。最近几年来,有研究发现vimentin filaments在病毒传染中会产生重构向核周堆积,但其在ZIKV传染进程中的动态转变和其生物功能尚不清晰。另外,细胞骨架卵白还可介入调理胞内转录翻译机械。但是,中心丝vimentin与胞内转录翻译机械之间的物理空间和生物功能上的关系尚不清楚,特别在病毒传染环境下,vimentin filaments与病毒复制工场构成的联系完全未知。

研究操纵共聚焦显微镜、活细胞及时不雅察、超高分辩率显微镜和电镜等生物成像手艺,不雅察到跟着ZIKV传染时候的耽误,细胞内vimentin filaments逐步向核周堆积,构成笼状布局以包裹病毒复制工场组分如dsRNA、NS4B和Env(图1),内源表达病毒卵白Env也能引诱vimentin filaments发生近似的现象。

以往研究报导了vimentin filaments在多种病毒传染中均会呈现近似重构现象,为了进一步探讨这一转变的具体意义和机制,科研人员操纵CRISPR/Cas9手艺敲除人骨血瘤细胞系U2OS和人肝癌细胞系Huh7中的vimentin后,发现病毒复制工场组分NS4B、Env或dsRNA的胞内定位由核周堆积变成呈多块分离,并使病毒RNA复制、卵白合成、子代病毒发生量和整体传染率均光鲜明显下降。只有在敲除细胞中回补全长vimentin才能使病毒复制工场在被vimentin filaments的包裹下从头向核周堆积成团,回补只能构成八聚体(unit length of filaments,ULF)不克不及成丝的vimentin不克不及拯救其分离表型。研究发现,ZIKV传染后细胞内另外一中心丝巢卵白(nestin filaments)和波形卵白一路产生了向病毒复制工场堆积的变构,但单敲除nestin基因其实不影响ZIKV的复制,而单敲除vimentin影响nestin的表达与病毒复制工场的定位。成果注解,vimentin包管了ZIKV复制工场的高密度核周堆积,是病毒高效传染的需要前提,且其功能在细胞多种中心丝中具有怪异型和主要性。

为了摸索vimentin具体影响了ZIKV病毒传染的哪些步调,研究人员在野生型和vimentin敲除细胞系中睁开了分歧传染时候点尝试,和病毒连系/进入细胞尝试,成果发现敲除vimentin不影响ZIKV连系或进入细胞,却使病毒卵白堆集量延续低在野生型细胞。为了分辨这类病毒卵白的下降是合成削减仍是降解增添,研究别离在两种细胞内过表达病毒Env-EGFP和NS4B-EGFP卵白,并别离用卵白合成按捺剂cyclohemide(CHX)、卵白酶体按捺剂MG132、溶酶体按捺剂NH4Cl处置,发现vimentin影响病毒卵白合成而非降解。

vimentin filaments正常环境下和ZIKV传染环境下的细胞内定位与内质网高度重合,且敲除vimentin使内质网散布加倍分散,这提醒vimenitn和内质网之间存在主要联系。研究操纵质谱成果进行卵白质组学阐发发现胞内vimentin和年夜量位在内质网的RNA连系卵白(RNA-binding proteins,RBPs)存在互作。进一步RNA测序组学阐发发现,相对野生型细胞,vimentin敲除细胞传染病毒后年夜量内质网相干的具有双链RNA连系功能和转录调理功能的基因表达产生光鲜明显下调,这进一步印证了vimentin介入寨卡病毒RNA复制进程。综合两种组学阐发成果,研究聚焦在内质网上一跨膜卵白核糖体连系卵白1(ribosome-binding protein 1,RRBP1),并操纵卵白质体外连系尝试(pull-down assay)验证了vimentin和RRBP1彼此感化。2019年,有研究报导了RRBP1能直接连系病毒RNA从而帮忙黄病毒复制,缺掉RRBP1基因使胞内寨卡病毒RNA程度降落约40%。为了分解vimentin和RRBP1份子在ZIKV传染中的关系,研究在野生型细胞和vimentin敲除细胞平分别敲低RRBP1基因表达,不雅察二者胞内表达和定位环境,并对照ZIKV在此中的传染环境。成果发现,缺掉vimentin使RRBP1在mRNA和卵白质程度均降落约50%,且RRBP1和内质网旌旗灯号在胞内定位加倍分离,呈现了近似病毒复制工场分离的现象;RRBP1与内质网共定位关系不变,但RRBP1与ZIKV dsRNA共定位程度光鲜明显降落。这申明vimentin对ZIKV传染后内质网的邃密变构阐扬主要感化,使病毒复制工场连结致密布局,并堆积其余宿主份子如介入病毒转录翻译的ER相干卵白使其连结高效复制。反之,RRBP1敲低却不影响vimentin的转录翻译程度和胞内定位。零丁敲除vimentin使病毒复制降落的程度弘远在零丁敲除RRBP1,且和双敲除的按捺效力近似,这注解vimentin或作为RRBP1上游份子调控其介入病毒RNA复制进程。(生物谷 Bioon.com)

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