Virus omkobler værtscellulært maskineri for at maksimere viral produktion

Molecular Virology Research Group ved Pompeu Fabra University (UPF) har i samarbejde med Epitranscriptomics and RNA Dynamics-gruppen fra Center for Genomic Regulation (CRG) opdaget en ny mekanisme, hvorved virus modificerer cellulært maskineri for bedre at kunne læse instruktionerne i genomet af den invaderende virus og dermed producere store mængder af viralt afkom. Undersøgelsen er blevet offentliggjort i Nature Communications og blev ledet af Juana Díez.

Gener indeholder den information, der kræves til dannelsen af ​​proteiner, komplekse molekyler, der er essentielle for livet, dannet af aminosyrer. Læsningen af ​​denne information foregår i to hovedfaser, hvor den første er transkription, hvor informationen om genet (DNA) overføres til et molekyle kaldet messenger RNA (mRNA). mRNA består af en "tekst" dannet af tripletter af nukleotider (bogstaverne GCT, CAT osv.). Hver triplet svarer til en aminosyre. Den anden fase er translation, hvor et molekyle kaldet transfer RNA (tRNA) genkender hver triplet og fungerer som en translator ved at bringe den tilsvarende aminosyre. Proteiner opbygges via denne proces.

Der er 61 kodoner og 20 aminosyrer, og så mange tripletter koder for den samme aminosyre. Hver organisme bruger fortrinsvis en af ​​disse tripletter (optimal triplet), fordi den har en højere koncentration af tRNA'et, der genkender denne triplet. Når "teksten" af mRNA'et er beriget med optimale tripletter, vil proteinerne blive genereret hurtigt og effektivt, mens når de beriges i ikke-optimale tripletter, vil effektiviteten af ​​ekspressionen falde, fordi de relaterede tRNA'er er knappe.

Vira er meget enkle, og for at formere sig og udtrykke deres proteiner skal de kapere værtens cellulære maskineri. Virus genererer deres eget mRNA i de celler, de inficerer, som sidstnævnte læser og genererer virale proteiner for at producere flere vira. Men mRNA'erne fra mange vira, inklusive SARS-CoV-2 og vira, der overføres af myg, dengue, zika og chikungunya, er beriget med ikke-optimale tripletter og udtrykker stadig virale proteiner med stor effektivitet. "For at løse dette dilemma har vi brugt chikungunya-virussen som model, fordi dens genom formerer sig ved ekstremt høje niveauer," forklarer Jennifer Jungfleisch og René Böetcher, medforfattere til undersøgelsen.

"Vores resultater viser for første gang, at vira modificerer værts-tRNA'et for at tilpasse værtsoversættelsesmaskineriet til teksten af ​​det virale mRNA," siger Marc Talló, også medforfatter af artiklen. "Med andre ord inducerer virusinfektionen en sprogændring i cellen, så den udtrykker virusproteinerne meget effektivt. Da virale proteiner er essentielle for produktionen af ​​vira, vil denne ændring i sidste ende være ansvarlig for at generere et stort antal vira. i den inficerede celle," tilføjer han.

"Selvom undersøgelsen har fokuseret på chikungunya-virussen, er vores forslag, at modifikationen af ​​tRNA'er induceret af viral infektion er en generel mekanisme efterfulgt af mange vira," forklarer Juana Díez, fuld professor ved UPF-afdelingen for medicin og biovidenskab.

"Derudover giver vores resultater et grundlag for at betragte tRNA-regulering som et nyt og lovende terapeutisk mål for udviklingen af ​​bredspektrede antivirale midler, der er effektive mod flere vira," slutter Díez. Undersøgelsen involverede også forskningsgruppen koordineret af Eva María Novoa ved CRG, og de andre forfattere er Gemma Pérez-Vilaró og Andres Merits (Institute of Technology, University of Tartu). + Udforsk yderligere

Virus tilpasser sig 'menneskelige cellers sprog' for at kapere proteinsyntese