Tidligere forskning har avslørt at CoV er utsatt for overføring av arter. Derfor, innsamlingen av mer informasjon om dyre -CoV er avgjørende for å forutsi fremtidige CoV -utbrudd og forhindre zoonotiske overføringshendelser.
Studie:En sammenligningsanalyse av Coronavirus Nucleocapsid (N) -proteiner avslører SADS-CoV N-proteinet motvirker IFN-β-produksjon ved å indusere ubiquitinering av RIG-I. Bildekreditt:Design_Cells / Shutterstock.com
Forskere har nylig avslørt svin akutt diaré syndrom (SADS) -CoV, som tilhører slekten Alphacoronavirus, som et nytt patogen som forårsaker diaré hos nyfødte smågriser. SADS-CoV, som også er kjent som svin enterisk alphacoronavirus (SeACoV), hadde rapportert dødelighet over 35% i Sør -Kina under et utbrudd i 2017.
Bortsett fra SADS-CoV, ytterligere fire svine -CoV har blitt identifisert til dags dato; nemlig, smittsomt gastroenterittvirus (TGEV), svin hemagglutinerende encefalomyelittvirus (PHEV), grisepidemisk diarévirus (PEDV), og porcine delta coronavirus (PDCoV). Siden SADS-CoV er nært beslektet med bat CoV HKU2-stammer, forskere mener at denne stammen har dukket opp som et resultat av genetisk drift eller rekombinasjon mellom co-infiserende CoV-er.
Genomiske studier har vist at SADS-CoV omfatter en genetisk sekvens som består av fire strukturelle proteiner, syv uavhengige åpne leserammer (ORF) som koder for seksten ikke-strukturelle proteiner, og ett ekstra protein, som alle ligner det som finnes i mange CoV -er. Av de fire strukturelle proteiner, nukleokapsid (N) -proteinet inneholder en høyt konservert genomisk sekvens som er sterkt uttrykt. N -proteinet spiller en rolle i virusinfeksjon og er også involvert i transkripsjon av subgenomisk ribonukleinsyre (RNA), viral genomreplikasjon, og dets interaksjon med andre proteiner for å støtte virionmontering.
Tidligere studier har antydet at SADS-CoV N-proteinet er involvert i virusets unnvikelse av vertens medfødte immunrespons, som er kroppens første forsvarslinje mot skadelige patogener. Lengre, type I interferon (IFN) signalveien spiller en viktig rolle i å beskytte verten mot virusinfeksjon, som inkluderer primær identifisering av patogenassosierte molekylære mønstre (PAMPs) ved mønstergjenkjenningsreseptorer (PRR).
Som andre RNA -virus, CoVs produserer PAMPer inkludert dobbeltstrenget RNA (dsRNA) og 5′-ppp RNA-mellomprodukter i cytoplasma under replikasjon. Disse PAMPene blir deretter identifisert av vertsmønstergjenkjenningsreseptorer (PRR), slik som retinsyreinduserbare gen I (RIG-I) -lignende reseptorer (RLR). Ettergjenkjenning og aktivering av RIG-I og/eller melanomdifferensieringsassosiert gen 5 (MDA5) fører til deres interaksjon med caspaseaktiverings- og rekrutteringsdomener (CARD).
I ettertid, prionlignende polymerer dannes, som stimulerer nedstrøms
TANK -binding kinase 1 (TBK1) og hemmer av κ B kinase-ϵ (IKKϵ). Aktiveringen av TBK1 fører til fosforylering av interferon regulatorisk faktor 3 (IRF3) som, i sin tur, fremmer produksjonen av IFN -er av type I. Dette fører til slutt til uttrykk for hundrevis av IFN-stimulerte gener (ISG).
ISG uttrykkes på en autokrin og parakrin måte i et forsøk på å beskytte vertscellen mot viral invasjon. Til tross for disse medfødte forsvarene, virus kan ofte utvikle seg for å unngå vertscelleforsvaret. For eksempel, flere CoV -er kan hemme verts -IFN -responser under infeksjon.
En fersk studie publisert i Grenser i immunologi fokuserer på rollene til SADS-CoV N-proteinet i IFN-undertrykkelse under infeksjon. I denne studien, forskere sammenlignet aminosyrelikhetene mellom N -proteiner fra forskjellige CoV -er som tilhører fire forskjellige slekter. Målene for hvert N -protein assosiert med IFN -signalering blir også diskutert. Mekanismen for IFN-inhibering er blitt bestemt ved bruk av SADS-CoV N-protein via komparativ analyse.
Forskerne i denne studien avslørte at for undertrykkelse av IFN -signalering, trinnet for PAMP -gjenkjenning er et kritisk mål for N -proteinet. For dette formål, samspillet mellom SADS-CoV N-proteinet og RIG-I utløser ubiquitination, som fremmer proteasomavhengig nedbrytning. Dette fører til undertrykkelse av vertens IFN -svar.
Denne studien har også evaluert flere N-proteiner av SADS-CoV for å vurdere deres evne til å hemme IFN-respons. Til syvende og sist, forskerne fant at inhiberingen av denne responsen ikke er avhengig av aminosyresekvensens likhet. For eksempel, det er en 91,2% aminosyre-likhet mellom SARS-CoV-2 og SARS-CoV. Derimot, når det gjelder mekanismene som spilles for SARS-CoV-2, N -proteinet kan hemme aktiviteten til IFN -promotoren, som ellers er indusert av RIG-I, MAVS, TBK1, og IKKϵ, mens SARS-CoV N-protein ikke klarte å gjøre det.
Et slikt resultat fremhever viktigheten av tertiær struktur for å definere proteinfunksjon. Det er fortsatt et gap i dagens forskning i en fullstendig forståelse av den tertiære strukturen til CoV N -proteinet. Selv om dette kan være sant, data om strukturer i N -terminaldomenet (NTD) og C -terminaldomenet (CTD) for forskjellige CoV N -proteiner er for tiden tilgjengelig.
Resultatet av den nåværende forskningen er i tråd med tidligere rapporter. For dette formål, tidligere studier har vist at N -proteinet i PEDV provoserer verts -IFN -svar ved å samhandle med TBK1 direkte. I tillegg N-proteinet til SARS-CoV samhandler direkte eller indirekte med TRIM25 og proteinaktivatoren til proteinkinase R (PACT) for å aktivere RIG-I.
Den nåværende forskningen har også antydet at N-proteinet i SADS-CoV retter seg mot de første trinnene i IFN-responsen og kan direkte forstyrre aktiveringen av RIG-I. Denne komparative analysen har også vist at interferens ved bruk av RIG-I kan være den ledende metoden for N-proteinet i SADS-CoV for å undertrykke signalering av RIG-I-lignende reseptor (RLR). Denne studien observerte at SADS-CoV N-proteinet retter seg mot RIG-I for å hemme IFN-β-promotoraktivitet.