Активация и модуляция Ire1-Xbp1 защитного механизма в клетках Vero, инфицированных вариантами B.1.1.7 Alpha, B.1.617.2 Delta, B.1.1.529 Omicron вируса SARS-CoV-2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Появление в конце 2020 г. новых вариантов вируса SARS-CoV-2, ставших источником повышенного риска для глобального общественного здравоохранения, стимулировало исследования их молекулярно-биологических особенностей и патогенного действия. Известно, что одна из причин патогенного действия вирусов — их взаимодействие с защитными механизмами клетки: Ire1 (inositol-requiring enzyme 1)-опосредованный сплайсинг мРНК Xbp1 (X-box binding protein 1) — защитный механизм, активирующийся в ответ на накопление неправильно свернутых белков в клетке, в ситуации, возникающей из-за неконтролируемого синтеза вирусных белков при инфекции. Изучение взаимодействия различных вариантов вируса SARS-CoV-2 с этим защитным механизмом поможет пролить свет на различные аспекты патогенеза новой коронавирусной инфекции.

Цель — изучить активацию и модуляцию Ire1-Xbp1 защитного механизма в клетках Vero, инфицированных различными вариантами вируса SARS-CoV-2.

Материалы и методы. Активацию Ire1 в зараженных различными вариантами вируса SARS-CoV-2 клетках Vero исследовали с помощью вестерн-блота и антител к фосфорилированной и нативной форме этого белка. Активацию сплайсинга мРНК Xbp1 в условиях инфекции различными вариантами вируса SARS-CoV-2 анализировали в реакции полимеразной цепной реакции со специфическими праймерами.

Результаты. В клетках Vero при инфицировании вирусом SARS-CoV-2 репродукция штамма B.1.1.529 (Omicron) происходит медленнее (48 ч), чем у штаммов B.1.1.7 (Alpha), B.1.617.2 (Delta).

При инфицировании клеток Vero вариантами вируса SARS-CoV-2 активируется Ire1-зависимый защитный механизм. В частности, было показано, что через 12 ч после инфекции Ire1 фосфорилируется. Несмотря на активацию Ire1, сплайсинга мРНК Xbp1 в зараженных SARS-CoV-2 клетках нет. Ингибирование сплайсинга мРНК Xbp1 происходит медленнее в клетках Vero, зараженных вариантом B.1.1.529 Omicron.

Выводы. Описано размножение различных вариантов вируса SARS-CoV-2 в культуре клеток Vero и активация Ire1-Xbp1 защитного механизма при инфекции. При SARS-CoV-2 инфекции Ire1 эндонуклеаза фосфорилируется, однако сплайсинг мРНК транскрипционного фактора Xbp1 нарушен. Снижение скорости ингибирования Ire1-Xbp1 защитного механизма у варианта Omicron (B.1.1.529) вируса SARS-CoV-2 по сравнению с вариантами B.1.1.7 (Alpha) и B.1.617.2 (Delta) может быть причиной его меньшей патогенности, описанной в различных исследованиях.

Об авторах

Анна Андреевна Шишова

Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН; Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Автор, ответственный за переписку.
Email: shishova_aa@chumakovs.su
ORCID iD: 0000-0002-5907-0615

научный сотрудник лаборатории биохимии; старший преподаватель кафедры организации и технологии производства иммунобиологических препаратов

Россия, Москва; Москва

Виктория Сергееевна Барышникова

Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН

Email: baryshnikova_vs@chumakovs.su
ORCID iD: 0000-0002-4128-3989

младший научный сотрудник лаборатории биохимии

Россия, Москва

Майя Юрьевна Ермакова

Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН

Email: ermakova_mj@chumakovs.su
ORCID iD: 0000-0002-8229-7818

микробиолог группы разработки и валидации методик

Россия, Москва

Юрий Владиславович Турченко

Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН

Email: turchenko_jv@chumakovs.su
ORCID iD: 0000-0003-0869-0045

младший научный сотрудник лаборатории биохимии

Россия, Москва

Алёна Вадимовна Деревенцова

Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН

Email: dereventsova_av@chumakovs.su
ORCID iD: 0000-0002-9612-2146

младший научный сотрудник лаборатории биохимии

Россия, Москва

Ксения Валерьевна Фоминых

Федеральный научный центр исследований и разработки иммунобиологических препаратов им. М.П. Чумакова РАН

Email: foxenia@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0788-514X

научный сотрудник лаборатории биохимии

Россия, Москва

Список литературы

  1. Xue M., Feng L. The Role of unfolded protein response in coronavirus infection and its implications for drug design // Front. Microbiol. 2021. Vol. 12. P. 808593. doi: 10.3389/fmicb.2021.808593
  2. Walter P., Ron D. The unfolded protein response: from stress pathway to homeostatic regulation // Science. 2021. Vol. 334, No. 6059. P. 1081–1086. doi: 10.1126/science.1209038
  3. Chen Y., Brandizzi F. IRE1: ER stress sensor and cell fate executor // Trends Cell. Biol. 2013. Vol. 23, No. 11. P. 547–555. doi: 10.1016/j.tcb.2013.06.005
  4. Ali M.M., Bagratuni T., Davenport E.L. et al. Structure of the Ire1 autophosphorylation complex and implications for the unfolded protein response // EMBO J. 2011. Vol. 30, No. 5. P. 894–905. doi: 10.1038/emboj.2011.18
  5. Korennykh A.V., Egea P.F., Korostelev A.A. et al. The unfolded protein response signals through high-order assembly of Ire1 // Nature. 2008. Vol. 457, No. 7230. P. 687–693. doi: 10.1038/nature07661
  6. Back S.H., Lee K., Vink E., Kaufman R.J. Cytoplasmic IRE1alpha-mediated XBP1 mRNA splicing in the absence of nuclear processing and endoplasmic reticulum stress // J. Biol. Chem. 2006. Vol. 281, No. 27. P. 18691–18706. doi: 10.1074/jbc.m602030200
  7. Calfon M., Zeng H., Urano F. et al. IRE1 couples endoplasmic reticulum load to secretory capacity by processing the XBP-1 mRNA // Nature. 2002. Vol. 415, No. 6867. P. 92–96. doi: 10.1038/415092a
  8. Lee A., Iwakoshi N.N., Glimcher L.H. XBP-1 Regulates a subset of endoplasmic reticulum resident chaperone genes in the unfolded protein response // Mol. Cell. Biol. 2003. Vol. 23, No. 21. P. 7448–7459. doi: 10.1128/mcb.23.21.7448-7459.2003
  9. Jheng J.R., Lin C.Y., Horng J.T., Lau K.S. Inhibition of enterovirus 71 entry by transcription factor XBP1 // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2012. Vol. 420, No. 4. P. 882–887. doi: 10.1016/j.bbrc.2012.03.094
  10. Zhang H.M., Ye X., Su Y. et al. Coxsackievirus B3 infection activates the unfolded protein response and induces apoptosis through downregulation of p58IPK and activation of CHOP and SREBP1 // J. Virol. 2010. Vol. 84, No. 17. P. 8446–8459. doi: 10.1128/JVI.01416-09
  11. McMahan K., Giffin V., Tostanoski L.H. et al. Reduced pathogenicity of the SARS-CoV-2 omicron variant in hamsters // Med. (NY). 2022. Vol. 3, No. 4. P. 262–268.e4. doi: 10.1016/j.medj.2022.03.004

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Цитопатическое действие вариантов вируса SARS-CoV-2 в клетках Vero через 36 ч после инфекции

Скачать (140KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Накопление фосфорилированной изоформы белка Ire1 в клетках Vero, инфицированных тремя вариантами вируса SARS-CoV-2

Скачать (59KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Тотальный уровень белка Ire1 в клетках Vero, инфицированных вирусом SARS-CoV-2: B.1.1.7 (Alpha), B.1.617.2 (Delta), B.1.1.529 (Omicron)

Скачать (106KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сплайсинг Xbp1 в клетках Vero, зараженных вирусом SARS-CoV-2 (варианты Alpha и Omicron)

Скачать (60KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2022



Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).