Un estudio identifica el mecanismo detrás de la producción de proteína viral del SARS-CoV-2


Un nuevo estudio de investigadores alemanes examina cómo los virus del SARS, incluido el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), secuestran las células y las reprograman para mejorar la replicación viral.

El SARS-CoV y el SARS-CoV-2 pertenecen a la misma familia de coronavirus y comparten aspectos estructurales similares en su genoma de ARN. Investigaciones anteriores han demostrado que estos coronavirus tienen una región particular llamada dominio único del SARS (SUD), que puede estar conectada a una mayor producción de proteínas virales después de reprogramar las células huésped.

Estudio: El dominio único del SARS (SUD) de SARS-CoV y SARS-CoV-2 interactúa con Paip1 humano para mejorar la traducción del ARN viral.  Haber de imagen: Juan Gaertner / Shutterstock

El estudio actual amplía estos hallazgos al observar la interacción entre SUD y el estimulador de traducción del anfitrión, Paip-1.

Nuestro estudio proporciona una nueva perspectiva sobre este último aspecto para el SARS-CoV al demostrar que el dominio SUD-N (Mac2) interactúa con el aparato de traducción de la célula huésped a través de Paip1 y aumenta la traducción viral. Esta interacción puede ofrecer un nuevo objetivo antivírico “.

Más evidencia de la interacción SUD-N con Paip1

Los investigadores caracterizaron la interacción entre Paip-1 y la región SUD del SARS-CoV-2 mediante la creación de una estructura 3D a través de cristalografía de rayos X.

El dominio SUD-N en los coronavirus no solo afecta la traducción de proteínas a través de Paip1, sino que los investigadores también encontraron que el SUD del SARS-CoV era casi un 75% idéntico en el nivel de la secuencia de aminoácidos. Entre los dos virus, el N-terminal compartió alrededor de 16 residuos, necesarios para la unión de Paip1.

Específicamente, los investigadores confirmaron evidencia de que SUD-N es la región involucrada en la unión con Paip1. La presencia de SUD-M, SUD-C y el dominio X está presente en el virus, pero no interactuaron con Paip1.

Las proteínas SUD de SARS-CoV parecieron iniciar la traducción de proteínas al interactuar con Paip-1. Esto se demostró con una afinidad de unión 4,4 veces mayor de PABP a Paip1. El SUD co-eluye el marcador de la subunidad ribosómica 40S en los ribosomas 40S y 80S, lo que lo convierte en una conformación más favorable para que los factores de iniciación de la unión inicien la síntesis de proteínas.

La unión del SUD a Paip-1 estimula a las células infectadas a producir proteínas virales, pero no del huésped. Los investigadores confirmaron la importancia de la unión de SUD-N para hacer copias del virus cuando los modelos que eliminan la región de SUD mostraron una reducción de 10 veces en la replicación viral.

Esto se logra mediante la capacidad del virus para destruir el ARNm que codifica las proteínas del huésped a través de una proteína viral llamada Nsp1. Se encontró que Nsp1 degrada el ARNm del huésped y bloquea la traducción del huésped cuando se une a los ribosomas 40S. Sin embargo, el ARN viral puede evadir la degradación de Nsp1 dando como resultado que solo se produzcan proteínas virales.

Los investigadores proponen el siguiente modelo:

SUD se une al ribosoma 40S / 80S y mejora la interacción entre Paip1 y PABP para estimular el nivel de traducción general. Entonces, la proteína viral Nps1 no solo degrada específicamente los ARNm del huésped, sino que también bloquea la unión del ARNm del huésped al ribosoma 40S, lo que lleva a la inhibición de la síntesis de proteínas del huésped “.

Implicaciones futuras

Muchos coronavirus, como el MERS y el SARS, han causado brotes importantes, comparten el mismo receptor ACE2 en las células huésped y se pueden encontrar en los murciélagos. El virus SARS-CoV-2 se transmitió de murciélagos a humanos, y dado que los murciélagos son portadores de muchos virus, los investigadores sugieren que es probable que exista otro brote de coronavirus similar al SARS.

Es necesario comprender cómo apuntar e inhibir la replicación y propagación viral para contener futuras enfermedades zoonóticas.

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