В недавнем исследовании, размещенном на сервере препринтов bioRxiv *, исследователи изучали роль белков, кодируемых минорным интрон-содержащим геном (MIG), в зависимости от эксцизии минорного сплайсосома-MiG для экспрессии при инфекциях, вызванных патогенными вирусами.

Фон

Пандемия коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19) выявила глобальную неготовность к борьбе с новыми появляющимися вирусными патогенами, подчеркнув необходимость определения целей для разработки широких и эффективных противовирусных терапевтических средств. Сплайсинг минорного интрона осуществляется минорными сплайсосомами для гарантированного образования функционального белка.

Исследования показали, что незначительные нарушения сплайсосомы при заболеваниях человека приводят к сохранению второстепенных интронов в транскриптах MIG, что приводит к аберрантному функционированию MIG-P. В частности, MIG присутствуют в геномах человека для выполнения биологических функций разного типа и имеют решающее значение для выживания клеток, что приводит к значительной консервации.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи изучили участие MIG-P в инфекциях, вызванных вирусными патогенами.

Были исследованы ИПП (белково-белковые взаимодействия) тяжелого острого респираторного синдрома, вызванного коронавирусом 2 (SARS-CoV-2). Чтобы определить, можно ли значительно обогатить MIG-P, был проведен анализ перестановок путем случайной выборки 699 MIG-P. Впоследствии команда исследовала, использовались ли MIG-P несколькими другими вирусами. Для сравнения, команда исследовала, будут ли обогащены белки, кодируемые основными сплайсосомными генами.

Исследователи определили, были ли MIG-P обогащены белками-хозяевами или вирусными факторами-хозяевами, которые не обязательно связываются с вирусными белками, но могут способствовать репликации вируса или ингибировать репликацию вируса. Кроме того, они исследовали, являются ли MIG-P частью молекулярных сетей ниже по течению от факторов хозяина и вирусных мишеней.

Чтобы определить, были ли MIG-P обогащены белками, удаленными от факторов хозяина, вирусных мишеней или сетей PPI человека, был проведен анализ возмущений с использованием SARS-CoV-2 в качестве исходного интересующего вируса. Кроме того, команда исследовала, использовали ли вирусы отличительные наборы MIG-P или ядро ​​набора MIG-P. Исследователи также определили наибольшее количество вирусов, которые использовали факторы хозяина MIG-P или пары вирусов-мишеней с помощью кластерного анализа.

Были получены гены 342 клеточных линий, необходимых для выживания клеток, и исследованы транскриптомные профили при инфекциях SARS-CoV-2, Ближневосточного респираторного CoV (MERS-CoV) и SARS-CoV-1. Команда исследовала, могут ли MIG-P быть нацелены на незначительное ингибирование сплайсосом. Они получили 114 MIG-P из клеток эмбриональной почки человека (HEK)-293T, обработанных несколькими ингибиторами малых ядерных рибонуклеиновых кислот (мяРНК) сплайсосом.

Команда MIG-P участвует в реакции на торможение функции клеток для выявления механизмов вирусных инфекций. Они также исследовали, могут ли современные антивирусные агенты воздействовать на MIG. Кроме того, в анализ обогащения были включены 287 противораковых препаратов из базы данных CancerDrugsDB. Впоследствии они проанализировали противовирусные эффекты 29 противораковых препаратов, протестированных против SARS-CoV-2.

Полученные результаты

Было обнаружено, что из белков-хозяев, которые взаимодействовали с белками SARS-CoV-2 (n = 332), 20 белков являются MIG-P, участвующими в репликации вируса. Значительное обогащение MIG-P наблюдалось среди белков клетки-хозяина, участвующих во взаимодействиях SARS-CoV-2. Большинство MIG-P продемонстрировали разные биологические функции, используемые SARS-CoV-2 для доступа к биологическим механизмам хозяина.

Значительное обогащение MIG-P наблюдалось в вирусных ИПП хозяина MERS-CoV, SARS-CoV-1, HIV-1 (вирус иммунодефицита человека), ZIKV (вирус Зика), HPV-1 (вирус папилломы человека), EBV (Эпштейна-КоВ-1). вирус Барра), EBOV (вирус Эбола), IAV (вирус гриппа А), HCV (вирус гепатита С) и HSV-1 (вирус простого герпеса 1). Обогащение было больше в интерактомах вирус-хозяин, чем в основных генах, сплайсированных сплайсосомами. Молекулы MIG-Ps были значительно обогащены комбинированными наборами противовирусных и провирусных факторов клетки-хозяина для всех протестированных вирусов, кроме HSV-1 и ZIKV.

Функции, выполняемые MIG-P, использовались вирусами для облегчения циклов размножения вирусов. MIG-P были значительно обогащены на расстояниях, на которых белки непосредственно взаимодействовали с вирусными мишенями или факторами хозяина, и истощались на более дальних расстояниях. MIG-P могут быть критическими компонентами молекулярных сетей, используемых несколькими вирусами для улучшения репликации, что указывает на то, что MIG-P были провирусными по своей природе. Было обнаружено, что вирусы теряют гены, участвующие в важных функциях, выполняемых консервативными молекулами MIG-P.

MIG-P, используемые многими вирусами, имели решающее значение для выживания. Консервативные факторы хозяина MIG-P и вирусные мишени могут обеспечивать важные функции клетки-хозяина, от которых вирусы могут зависеть для защищенной репликации. Никакие MIG-P в интерактомах SARS-CoV-2-хозяин не экспрессировались по-разному. Основные вирусные мишени MIG-P были обогащены высокоинтерактивными емкостями человеческого белка фактора хозяина, что свидетельствует о сопутствующем нацеливании MIG-P в качестве противовирусной стратегии широкого спектра действия.

Значительно обогащенные транскрипты MIG с неправильным сплайсингом чувствительных MIG-P наблюдались при вирусных инфекциях, что указывает на то, что незначительное ингибирование/нарушение сплайсосомы может мешать репликации вируса. В частности, MIG были более обогащены факторами хозяина или вирусными мишенями, чем MIG-P на основе болезни. Удивительно, но мишени противовирусных препаратов показали невосприимчивое обогащение MIG-P.

Вывод

В заключение, результаты исследования показали, что молекулы MIG-P были значительно обогащены среди клеточных белков, задействованных SARS-CoV-2 и другими вирусами, MIG-P были добросовестными мишенями для борьбы с раком, и что нацеливание на реагирующие MIG можно использовать для разработки широкие противовирусные средства.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.