Wissenschaftler schließen Informationslücke im Prozess des „molekularen Wettrüstens“ zwischen Coronaviren und ihren Wirten

Coronaviren haben in den letzten zwei Jahrzehnten zu drei massiven Ausbrüchen geführt. Jeder Schritt seines Lebenszyklus hängt ausnahmslos von den Wechselwirkungen zwischen Virus und Wirtsmolekülen ab. Die Wechselwirkung zwischen Virus-RNA und Wirtsprotein (IVRHP) ist im Vergleich zu anderen molekularen Wechselwirkungen zwischen Virus und Wirt einzigartig und hat sich in jüngsten Studien zu einem sehr heißen Thema entwickelt.

Diese Studien liefern wesentliche Informationen für ein tieferes Verständnis von IVRHP, das nicht nur einen Versuch von Viren darstellt, ihre Translation/Replikation zu fördern, sondern auch das Bestreben des Wirts, die virale Pathogenität zu bekämpfen. Mit anderen Worten, es besteht ein dringender Bedarf, ein Panorama der Wechselwirkungen zwischen Coronavirus-RNA und Wirtsprotein zu haben, das dann bei der Entdeckung neuer antiviraler Therapien helfen wird.

Am 6. Oktober 2022 veröffentlichten Prof. Zhu Feng vom College of Pharmaceutical Sciences der Zhejiang University, Prof. Han Lianyi vom College of Life Sciences der Fudan University und Prof. Lin Tao vom College of Pharmaceutical Sciences der Hangzhou Normal University einen Artikel mit dem Titel „ CovInter: Interaktionsdaten zwischen Coronavirus-RNAs und Wirtsproteinen“ in Nukleinsäureforschung.

Prof. Zhu sagt: „Angesichts der verheerenden und anhaltenden Bedrohung durch Coronaviren wird erwartet, dass CovInter die Informationslücke im gesamten Prozess des ‚molekularen Wettrüstens‘ zwischen Coronaviren und ihren Wirten schließt, wodurch die Identifizierung neuer Therapeutika erleichtert wird Ziele für die Entdeckung/Umnutzung von Arzneimitteln.“

In dieser Studie konzentrierte sich das Forschungsteam von Prof. Zhu auf die Konstruktion des Panoramas der Wechselwirkungen zwischen Coronavirus-RNA und Wirtsprotein, und es wurde erstmals eine Wissensdatenbank namens CovInter entwickelt, um die Interaktionsdaten zwischen Virus-RNA und Wirtsprotein bereitzustellen. Diese Wissensbasis beschrieb umfassend die experimentell verifizierte Funktion von Tausenden von Wirtsproteinen bei Virusinfektionen und ihre Fähigkeit, sich an der Immunität vorbeizuschleichen.

Es zeigte auch quantitativ die differentiellen Expressionsmuster und Phosphorylierungsstellen (vor und nach der Infektion) dieser Schlüsselproteine. Um einen tieferen Einblick in den durch Wirtsproteine ​​während der Infektion aktivierten Wirtsreaktionsweg zu erhalten, wurden außerdem Hunderte von infektionsassoziierten Signalwegen systematisch identifiziert.

Darüber hinaus wurde aufgrund der schnellen Variation der Coronavirus-RNA häufig über einen signifikanten Gewinn/Verlust der Wechselwirkung (insbesondere IVRHPs) berichtet, was höchstwahrscheinlich zu erheblichen Änderungen sowohl der Virusübertragungsrate als auch der Todesfälle führen wird. Daher ist es wichtig, ein tiefes Verständnis des Konservierungsgrades zwischen den IVRHPs verschiedener Virusvarianten/-stämme zu haben.

Daher hat das Team von Prof. Zhu in dieser Studie das IVRHP-Interaktionsnetzwerk für jede Virus-RNA systematisch kartiert und dann ihren Konservierungsgrad bei Virusstämmen nachgewiesen (siehe Abbildung oben). Der rote Kreis stellt eine bestimmte RNA dar, grüne Kreise zeigen verschiedene Wirtsproteine ​​an, orangefarbene Kreise bezeichnen andere RNAs (von anderen Stämmen von SARS-CoV-2), die mit demselben Wirtsprotein wie dem der untersuchten RNA interagierten. Der Durchmesser des grünen Kreises zeigt die Anzahl der Virus-RNAs an, die mit dem Wirtsprotein interagieren könnten.

Je größer der Durchmesser eines Proteins ist, desto mehr Virus-RNAs interagiert dieses Protein. Das Profil spiegelt die Rolle des Moleküls im Lebenszyklus des Coronavirus wider. Alles in allem stellte diese Studie fest, dass die konservierten Wechselwirkungen zwischen Coronavirus-RNA und Wirtsproteinen sehr variabel waren.