Prethodna istraživanja otkrila su da su CoV-i skloni prijenosu među vrstama. Stoga, prikupljanje više informacija o životinjskim CoV -ima od vitalnog je značaja za predviđanje budućih izbijanja CoV -a i sprječavanje zoonotskih događaja prijenosa.
Studija:Usporedna analiza proteina nukleokapsidnih (N) koronavirusa otkriva da protein SADS-CoV N antagonizira proizvodnju IFN-β inducirajući sveprisutnu primjenu RIG-I. Kredit za sliku:Design_Cells / Shutterstock.com
Istraživači su nedavno otkrili sindrom akutnog proljeva svinja (SADS) -CoV, koji pripada rodu Alphacoronavirus, kao novi patogen koji uzrokuje proljev kod novorođenih prasadi. SADS-CoV, koji je također poznat kao enterični alfakoronavirus svinja (SeACoV), prijavile su stope smrtnosti iznad 35% u južnoj Kini tijekom izbijanja 2017. godine.
Osim SADS-CoV, do danas su identificirana još četiri svinjska CoV; naime, prijenosni virus gastroenteritisa (TGEV), virus svinjskog hemaglutinirajućeg encefalomijelitisa (PHEV), virus epidemije svinjskog proljeva (PEDV), i delta svinjskog koronavirusa (PDCoV). Kako je SADS-CoV usko povezan sa sojevima HKU2 šišmiša, znanstvenici vjeruju da je ovaj soj nastao kao rezultat genetskog pomaka ili rekombinacije između koinfekcije CoV.
Genomske studije pokazale su da SADS-CoV sadrži genetski slijed koji se sastoji od četiri strukturna proteina, sedam neovisnih otvorenih okvira za čitanje (ORF) koji kodiraju šesnaest nestrukturnih proteina, i jedan dodatni protein, sve je to slično onome što je prisutno u mnogim CoV -ovima. Od četiri strukturna proteina, protein nukleokapsida (N) sadrži visoko očuvanu genomsku sekvencu koja je visoko izražena. N protein igra ulogu u virusnoj infekciji, a također je uključen u transgeniranje subgenomske ribonukleinske kiseline (RNA), replikacija virusnog genoma, i njegovu interakciju s drugim proteinima za podršku sastavljanja viriona.
Prethodne studije su pokazale da je protein SADS-CoV N uključen u izbjegavanje virusa od urođenog imunološkog odgovora domaćina, što je prva linija obrane tijela protiv štetnih patogena. Unaprijediti, signalni put interferona tipa I (IFN) igra važnu ulogu u zaštiti domaćina od virusne infekcije, koji uključuje primarnu identifikaciju molekularnih uzoraka povezanih s patogenima (PAMP) pomoću receptora za prepoznavanje uzoraka (PRR).
Kao i drugi RNA virusi, CoV proizvode PAMP, uključujući dvolančane RNA (dsRNA) i 5′-ppp RNA intermedijere u citoplazmi tijekom replikacije. Ti se PAMP-i tada identificiraju receptorima za prepoznavanje uzoraka domaćina (PRR), poput receptora sličnih genima I (RIG-I) sličnim retinoičnoj kiselini (RLR). Nakon prepoznavanja i aktivacije RIG-I i/ili gena 5 (MDA5) povezanog s diferencijacijom melanoma, dolazi do njihove interakcije s domenama aktivacije i regrutiranja kaspaze (CARDs).
Nakon toga, nastaju polioni slični prionima, koji stimulira nizvodno
TANK vezna kinaza 1 (TBK1) i inhibitor κ B kinaza-ϵ (IKKϵ). Aktivacija TBK1 dovodi do fosforilacije regulatornog faktora 3 interferona (IRF3) koji, zauzvrat, promiče proizvodnju IFN -a tipa I. To u konačnici dovodi do ekspresije stotina gena stimuliranih IFN-om (ISG).
ISG se izražavaju na autokrini i parakrini način u nastojanju da zaštite stanicu domaćina od virusne invazije. Unatoč urođenoj obrani, virusi se često mogu razviti kako bi izbjegli obranu stanica domaćina. Na primjer, nekoliko CoV može inhibirati IFN odgovore domaćina tijekom infekcije.
Nedavno istraživanje objavljeno u Granice u imunologiji usredotočuje se na uloge proteina SADS-CoV N u supresiji IFN-a tijekom infekcije. U ovoj studiji, istraživači su usporedili aminokiselinske sličnosti između N proteina iz različitih CoV koji pripadaju četiri različita roda. Također se raspravlja o ciljevima svakog N proteina povezanog s IFN signalizacijom. Mehanizam inhibicije IFN-a određen je pomoću SADS-CoV N proteina usporednom analizom.
Istraživači ove studije otkrili su da je za suzbijanje IFN signalizacije, korak prepoznavanja PAMP -a kritična je meta za N protein. Do kraja, interakcija između proteina SADS-CoV N i RIG-I pokreće sveprisutnost, koji promiče degradaciju ovisnu o proteasomima. To dovodi do potiskivanja IFN odgovora domaćina.
Ova studija je također procijenila nekoliko N proteina SADS-CoV kako bi procijenila njihovu sposobnost da inhibiraju IFN odgovor. U konačnici, istraživači su otkrili da inhibicija ovog odgovora ne ovisi o sličnosti aminokiselinske sekvence. Na primjer, postoji 91,2% sličnost aminokiselina između SARS-CoV-2 i SARS-CoV. Međutim, u smislu mehanizama koji su prisutni za SARS-CoV-2, protein N može inhibirati aktivnost IFN promotora, koji je inače induciran RIG-I, MAVS, TBK1, i IKKϵ, budući da SARS-CoV N protein to nije učinio.
Takav rezultat naglašava važnost tercijarne strukture u definiranju funkcije proteina. U postojećim istraživanjima postoji praznina u potpunom razumijevanju tercijarne strukture proteina CoV N. Iako je ovo možda istina, trenutno su dostupni podaci o strukturama N terminalne domene (NTD) i C terminalne domene (CTD) različitih CoV N proteina.
Rezultat trenutnog istraživanja u skladu je s prethodnim izvješćima. Do kraja, prethodne studije pokazale su da protein N u PEDV -u izaziva IFN -odgovor domaćina izravnom interakcijom s TBK1. Dodatno, N protein SARS-CoV izravno ili neizravno stupa u interakciju s TRIM25 i aktivatorom proteina kinaze R (PACT) kako bi aktivirao RIG-I.
Ovo istraživanje je također pokazalo da N protein SADS-CoV cilja početne korake IFN odgovora i može izravno ometati aktivaciju RIG-I. Ova je usporedna analiza također pokazala da bi smetnje pomoću RIG-I mogle biti vodeća metoda za N protein SADS-CoV za suzbijanje signalizacije receptora sličnog RIG-I (RLR). Ova studija je primijetila da protein SADS-CoV N cilja RIG-I da inhibira aktivnost promotora IFN-β.