Tidligere forskning har afsløret, at CoV'er er tilbøjelige til overførsel af krydsarter. Derfor, indsamlingen af flere oplysninger om dyre -CoV'er er afgørende for at forudsige fremtidige CoV -udbrud og forhindre zoonotiske overførselshændelser.
Undersøgelse:En sammenlignende analyse af Coronavirus Nucleocapsid (N) -proteiner afslører SADS-CoV N-proteinet modvirker IFN-β-produktion ved at fremkalde ubiquitination af RIG-I. Billedkredit:Design_Cells / Shutterstock.com
Forskere har for nylig afsløret svin akut diarré syndrom (SADS) -CoV, der tilhører slægten Alphacoronavirus, som et nyt patogen, der forårsager diarré hos nyfødte smågrise. SADS-CoV, som også er kendt som svin enterisk alphacoronavirus (SeACoV), havde rapporteret dødeligheden over 35% i det sydlige Kina under et udbrud i 2017.
Bortset fra SADS-CoV, fire flere svine CoV'er er blevet identificeret til dato; nemlig, overførbar gastroenteritisvirus (TGEV), svin hæmagglutinerende encephalomyelitis virus (PHEV), svinepidemisk diarrévirus (PEDV), og porcine delta coronavirus (PDCoV). Da SADS-CoV er nært beslægtet med bat CoV HKU2-stammer, forskere mener, at denne stamme er opstået som et resultat af genetisk drift eller rekombinationsforekomster mellem co-inficerende CoV'er.
Genomiske undersøgelser har vist, at SADS-CoV omfatter en genetisk sekvens, der består af fire strukturelle proteiner, syv uafhængige åbne læserammer (ORF'er), der koder for seksten ikke-strukturelle proteiner, og et ekstra protein som alle ligner det, der findes i mange CoV'er. Ud af de fire strukturelle proteiner, nucleocapsid (N) -proteinet indeholder en stærkt konserveret genomisk sekvens, der er stærkt udtrykt. N -proteinet spiller en rolle ved virusinfektion og er også involveret i subgenomisk ribonukleinsyre (RNA) transkription, viral genomreplikation, og dets interaktion med andre proteiner for at understøtte virionsamling.
Tidligere undersøgelser har antydet, at SADS-CoV N-proteinet er involveret i virusets unddragelse af værtens medfødte immunrespons, som er kroppens første forsvarslinje mod skadelige patogener. Yderligere, type I interferon (IFN) signalvejen spiller en vigtig rolle i beskyttelsen af værten mod virusinfektion, som inkluderer primær identifikation af patogenassocierede molekylære mønstre (PAMP'er) ved hjælp af mønstergenkendelsesreceptorer (PRR'er).
Ligesom andre RNA -vira, CoV'er producerer PAMP'er, herunder dobbeltstrenget RNA (dsRNA) og 5'-ppp RNA-mellemprodukter i cytoplasmaet under replikation. Disse PAMP'er identificeres derefter ved hjælp af værtsmønstergenkendelsesreceptorer (PRR'er), såsom retinsyre-inducerbare gen I (RIG-I) -lignende receptorer (RLR). Eftergenkendelse og aktivering af RIG-I og/eller melanomdifferentieringsassocieret gen 5 (MDA5) fører til deres interaktion med caspase-aktiverings- og rekrutteringsdomæner (CARD'er).
Efterfølgende, prionlignende polymerer dannes, som stimulerer nedstrøms
TANK -binding kinase 1 (TBK1) og inhibitor af κ B kinase-ϵ (IKKϵ). Aktiveringen af TBK1 fører til phosphorylering af interferon -regulatorisk faktor 3 (IRF3), som, på tur, fremmer produktionen af type I IFN'er. Dette fører i sidste ende til udtryk for hundredvis af IFN-stimulerede gener (ISG'er).
ISG'er udtrykkes på en autokrin og parakrin måde i et forsøg på at beskytte værtscellen mod viral invasion. På trods af disse medfødte forsvar, vira kan ofte udvikle sig for at undgå værtscelleforsvaret. For eksempel, flere CoV'er kan hæmme værts -IFN -responser under infektion.
En nylig undersøgelse offentliggjort i Grænser i immunologi fokuserer på rollerne for SADS-CoV N-proteinet i IFN-undertrykkelse under infektion. I dette studie, forskere sammenlignede aminosyreligheder mellem N -proteiner fra forskellige CoV'er tilhørende fire forskellige slægter. Målene for hvert N -protein, der er forbundet med IFN -signalering, diskuteres også. Mekanismen for IFN-inhibering er blevet bestemt ved hjælp af SADS-CoV N-protein via komparativ analyse.
Forskerne i denne undersøgelse afslørede, at for at undertrykke IFN -signalering, PAMP -genkendelsestrinnet er et kritisk mål for N -proteinet. Til denne ende, interaktionen mellem SADS-CoV N-proteinet og RIG-I udløser ubiquitination, som fremmer proteasomafhængig nedbrydning. Dette fører til undertrykkelse af værtens IFN -svar.
Denne undersøgelse har også evalueret flere N-proteiner af SADS-CoV for at vurdere deres evne til at hæmme IFN-respons. Ultimativt, forskerne fandt ud af, at hæmningen af dette svar ikke er afhængig af aminosyresekvensligheden. For eksempel, der er en 91,2% aminosyrelighed mellem SARS-CoV-2 og SARS-CoV. Imidlertid, hvad angår mekanismerne i spil for SARS-CoV-2, N -proteinet kunne hæmme aktiviteten af IFN -promotoren, som ellers fremkaldes af RIG-I, MAVS, TBK1, og IKKϵ, der henviser til, at SARS-CoV N-protein ikke gjorde det.
Et sådant resultat fremhæver betydningen af tertiær struktur for at definere proteinfunktion. Der er stadig et hul i den nuværende forskning i en komplet forståelse af CoV N -proteinets tertiære struktur. Selvom dette kan være sandt, data om strukturer af N -terminaldomæne (NTD) og C -terminaldomæne (CTD) for forskellige CoV N -proteiner er i øjeblikket tilgængelige.
Resultatet af den aktuelle forskning er på linje med tidligere rapporter. Til denne ende, tidligere undersøgelser har vist, at N -proteinet i PEDV fremkalder værts -IFN -svar ved at interagere med TBK1 direkte. Derudover N-proteinet i SARS-CoV interagerer direkte eller indirekte med TRIM25 og proteinaktivatoren af proteinkinase R (PACT) for at aktivere RIG-I.
Den foreliggende forskning har også antydet, at N-proteinet i SADS-CoV målretter de indledende trin i IFN-responset og kan direkte forstyrre aktiveringen af RIG-I. Denne komparative analyse har også vist, at interferens ved hjælp af RIG-I kan være den førende metode for N-proteinet af SADS-CoV til at undertrykke RIG-I-lignende receptor (RLR) signalering. Denne undersøgelse observerede, at SADS-CoV N-proteinet målretter mod RIG-I for at hæmme IFN-β-promotoraktivitet.