Un nuevo estudio mapea en detalle las interacciones entre el SARS-CoV-2 y la proteína del huésped


Un nuevo estudio publicado como preimpresión en el bioRxiv* el servidor ha desarrollado un mapa sistémico que detalla las interacciones mecánicas y las interrupciones entre el coronavirus 2 (SARS-CoV-2) y su célula huésped.

La investigación encuentra proteínas del huésped que interactúan con las proteínas del SARS-CoV-2 para enriquecer actividades como la señalización inmunológica, la inflamación, la ubiquitinación de proteínas y el tráfico de membranas.

Estudio: Un mapa de las interacciones directas de la proteína SARS-CoV-2 implica procesos específicos del huésped humano.  Haber de imagen: Design_Cells / Shutterstock

Los hallazgos podrían ayudar a comprender cómo el SARS-CoV-2 interactúa con las proteínas humanas y crea posibles puertos de entrada para que los objetivos terapéuticos interrumpan esta relación.

Como lo hicieron

El equipo utilizó dos versiones independientes de Y2H con una selección de His3 con una lectura basada en el crecimiento y un sistema de proteína verde fluorescente donde se mide el gen indicador de GFP mediante clasificación de células activadas por fluorescencia.

Se creó la clonación de proteínas SARS-CoV-2 para Y2HHIS3, y se clonó un marco de lectura abierto (ORF) de SARS-CoV-2 con codón optimizado para Y2HGFP. Luego se transfirieron a plásmidos de presa de bajo número de copias como fusiones N-terminales. Para evaluar los ORF humanos, ensamblaron plásmidos de presa de alto número de copias con fusiones C-terminales, que cubrieron aproximadamente 14.000 ORF humanos con dos plásmidos con códigos de barras únicos.

Usando Y2HHIS3, los investigadores examinaron los ORF del SARS-CoV-2 frente a 17.412 ORF, y cada proteína se examinó y se apareó como cepas de cebo y cepas de presa. Secuenciaron plásmidos para confirmar que las proteínas virales y del huésped interactuaban entre sí. Las interacciones emparejadas que puntuaron positivas al menos dos veces y no mostraron crecimiento en medios selectivos en ausencia del plásmido presa se etiquetaron como buena fide Interacciones Y2H.

En total, 119 interacciones virales-huésped utilizaron 14 proteínas virales y 93 humanas. Los investigadores utilizaron estos hallazgos para crear un mapa interactivo binario del SARS-CoV-2 humano conocido como HuSCI.HIS3.

La segunda estrategia usando el Y2HGFP El cribado evaluó 14.627 ORF humanos con dos plásmidos con códigos de barras únicos vinculados a 27.671 cepas de levadura con códigos de barras únicos. Cada cepa se examinó y se apareó con 28 OFG virales para la posible interacción entre sí para un total de 409,556 posibles combinaciones cebo-presa representadas por 2,269,022 cepas diploides con códigos de barras únicos. El examen encontró 27 interacciones intravirales utilizando 19 proteínas virales.

En conjunto, el equipo de investigación identificó 205 interacciones virus-huésped directas y 27 interacciones binarias intravirales entre 171 proteínas del huésped celular y 19 proteínas del SARS-CoV-2.

Otros experimentos demostraron que su red de 205 virus-huésped y 27 interacciones intravirales eran de calidad suficientemente alta. Los autores señalan una serie de observaciones que aluden a una red de alta calidad, incluido el enriquecimiento de las interacciones huésped-viral relacionadas con la infección, 62 de los interactores vitales son objetivos de otros virus, un número significativo de proteínas dirigidas físicamente alteraron su estado de fosforilación tras la infección, y una superposición de interacciones intravirales entre las dos redes.

Los investigadores plantean la hipótesis de que el SARS-CoV-2 se transmite entre especies debido a una mayor cantidad de interacciones virus-proteína huésped menos confiables y más débiles según los hallazgos de su red.

Dadas las interacciones virus-huésped, el equipo investigó a continuación qué procesos celulares de las proteínas del huésped se mejoraron. Encontraron un enriquecimiento del tráfico viral, incluido el transporte mediado por vesículas a la membrana plasmática y la red de Golgi y la regulación inmunitaria.

Por lo tanto, además de sus funciones en la replicación viral, el análisis de interacciones sugiere un papel de NSP16 en la producción y liberación de viriones ”, escribió el equipo.

Si bien hubo diferencias de consistencia funcional, ambas redes mostraron niveles funcionales complementarios pero mutuamente consistentes en el interactoma. Los investigadores sugieren que los hallazgos podrían aportar más información sobre cómo el virus controla la regulación inmunitaria y los procesos de ubiquitinación.

También encontraron que los miembros de la familia de proteínas TRIM, a saber, TRIM2, 3, 27, 32, 50 y 54, eran objetivos de interacción para NSP16 y NSP14 virales.

En conjunto, las interacciones identificadas revelan rutas directas por las cuales el SARS-CoV-2 puede dirigirse tanto a la vía del IFN de tipo I (y, por lo tanto, a la señalización inmune innata del huésped antiviral) y a la señalización de citoquinas inflamatorias “.

Teniendo en cuenta el agotamiento funcional de los linfocitos citotóxicos observado durante las respuestas inmunitarias contra el SARS-CoV-2, los investigadores investigaron el mecanismo detrás de la acción. Encontraron que NSP6 interactuaba con CD40 y CD2,7, que regulan los linfocitos citotóxicos. Los investigadores sugieren que NSP6 puede estar actuando como un regulador potencial de célula T desarrollo y otros Síntomas de COVID-19.

Las proteínas virales del SARS-CoV-2, específicamente ORF3D, ORF5 y ORF9C, también se dirigieron a la proteína huésped UBQLN1 / 2 asociada con la degradación mediada por ubiquitina.

Con base en los hallazgos, los investigadores esperan que su mapa de las interacciones de la proteína SARS-CoV-2 con las proteínas del huésped mejore la comprensión de la proliferación viral y cree oportunidades para intervenciones terapéuticas para futuras pandemias.

*Noticia importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.

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