Une nouvelle étude publiée sous forme de pré-impression sur le bioRxiv* Le serveur a développé une carte systémique détaillant les interactions mécanistiques et les perturbations entre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) et sa cellule hôte.
La recherche révèle que les protéines hôtes interagissent avec les protéines du SRAS-CoV-2 pour enrichir des activités telles que la signalisation immunitaire, l’inflammation, l’ubiquitination des protéines et le trafic membranaire.
Les résultats pourraient aider à comprendre comment le SRAS-CoV-2 interagit avec les protéines humaines et crée des portes d’entrée potentielles pour que des cibles thérapeutiques perturbent cette relation.
Comment ils l’ont fait
L’équipe a utilisé deux versions Y2H indépendantes avec une sélection His3 avec une lecture basée sur la croissance et un système de protéine fluorescente verte où le gène rapporteur GFP est mesuré par tri cellulaire activé par fluorescence.
Le clonage des protéines SARS-CoV-2 a été créé pour Y2HHIS3, et un cadre de lecture ouvert (ORF) SARS-CoV-2 optimisé pour les codons a été cloné pour Y2HGFP. Ils ont ensuite été transférés dans des plasmides proies à faible nombre de copies sous forme de fusions N-terminales. Pour évaluer les ORF humains, ils ont assemblé des plasmides proies à forte copie avec des fusions C-terminales, qui couvraient environ 14 000 ORF humains avec deux plasmides à code à barres uniques.
Utilisation de Y2HHIS3, les chercheurs ont criblé les ORF du SRAS-CoV-2 contre 17 412 ORF, chaque protéine étant criblée et accouplée en tant que souches d’appât et de proie. Ils ont séquencé des plasmides pour confirmer que les protéines virales et hôtes interagissaient les unes avec les autres. Les interactions appariées qui se sont révélées positives au moins deux fois et n’ont pas montré de croissance dans des milieux sélectifs en l’absence du plasmide proie ont été marquées comme bona fide Interactions Y2H.
Au total, 119 interactions viral-hôte utilisaient 14 protéines virales et 93 protéines hôtes humaines. Les chercheurs ont utilisé ces résultats pour créer une carte d’interactome humain binaire SRAS-CoV-2 connue sous le nom de HuSCIHIS3.
La deuxième stratégie utilisant le Y2HGFP le criblage a évalué 14 627 ORF humains avec deux plasmides à code à barres uniques liés à 27 671 souches de levure à code à barres unique. Chaque souche a été criblée et accouplée avec 28 OFG viraux pour une interaction potentielle les uns avec les autres pour un total de 409 556 combinaisons appât-proie possibles représentées par 2 269 022 souches diploïdes à code-barres unique. Le criblage a révélé 27 interactions intravirales utilisant 19 protéines virales.
Collectivement, l’équipe de recherche a identifié 205 virus-hôte directs et 27 interactions binaires intravirales parmi 171 protéines hôtes cellulaires et 19 protéines SARS-CoV-2.
D’autres expériences ont montré que leur réseau de 205 virus-hôte et 27 interactions intravirales étaient de qualité suffisamment élevée. Les auteurs notent une série d’observations faisant allusion à un réseau de haute qualité, y compris l’enrichissement des interactions hôte-viral liées à l’infection, 62 des interacteurs vitaux étant des cibles pour d’autres virus, un nombre important de protéines physiquement ciblées ont altéré leur statut de phosphorylation lors de l’infection, et un chevauchement des interactions intravirales entre les deux réseaux.
Les chercheurs émettent l’hypothèse que le SRAS-CoV-2 se transmet à travers les espèces en raison d’une quantité accrue d’interactions virus-hôte protéines moins fiables et plus faibles en fonction des résultats de leur réseau.
Compte tenu des interactions viral-hôte, l’équipe a ensuite étudié quels processus cellulaires des protéines de l’hôte étaient améliorés. Ils ont trouvé un enrichissement du trafic viral, y compris le transport médié par les vésicules vers la membrane plasmique et le réseau de Golgi et la régulation immunitaire.
Par conséquent, en plus de ses fonctions dans la réplication virale, l’analyse des interactions suggère un rôle pour NSP16 dans la production et la libération de virions », a écrit l’équipe.
Bien qu’il y ait eu des différences de cohérence fonctionnelle, les deux réseaux ont montré des niveaux fonctionnels complémentaires mais mutuellement cohérents sur l’interactome. Les chercheurs suggèrent que les résultats pourraient apporter plus d’informations sur la façon dont le virus contrôle la régulation immunitaire et les processus d’ubiquitination.
Ils ont également constaté que les membres de la famille des protéines TRIM, à savoir TRIM2, 3, 27, 32, 50 et 54, étaient des cibles d’interaction pour les virus NSP16 et NSP14.
Prises ensemble, les interactions identifiées révèlent des voies directes par lesquelles le SRAS-CoV-2 peut cibler à la fois la voie IFN de type I (et donc la signalisation immunitaire innée de l’hôte antiviral) et la signalisation des cytokines inflammatoires.
Compte tenu de l’épuisement fonctionnel des lymphocytes cytotoxiques observé lors des réponses immunitaires contre le SRAS-CoV-2, les chercheurs ont étudié le mécanisme derrière l’action. Ils ont découvert que NSP6 interagissait avec CD40 et CD2,7, qui régulent les lymphocytes cytotoxiques. Les chercheurs suggèrent que NSP6 pourrait agir comme un régulateur potentiel du développement des cellules T et d’autres symptômes du COVID-19.
Les protéines virales du SRAS-CoV-2, en particulier ORF3D, ORF5 et ORF9C, ont également ciblé la protéine hôte UBQLN1 / 2 associée à la dégradation médiée par l’ubiquitine.
Sur la base des résultats, les chercheurs s’attendent à ce que leur carte des interactions des protéines SRAS-CoV-2 avec les protéines de l’hôte approfondisse la compréhension de la prolifération virale et crée des opportunités d’interventions thérapeutiques pour les futures pandémies.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.
