0
Совместное исследование с участием научных сотрудников Университета штата Канзас выявило новый механизм экспрессии генов репродуктивно-респираторного синдрома свиней, или РРСС. Этот вирус имеет большое значение, являясь настолько патогенным для свиней, что приносит американской свиноводческой промышленности более $ 600 млн убытков в год. Открытие предоставляет ученым новые возможности для выстраивания стратегий по контролю и предотвращению заболевания.
Инь Фанг (Ying Fang), доктор философии, адъюнкт-профессор диагностической медицины и патобиологии в Университете штата Канзас провела исследование уникального механизма экспрессии генов вируса РРСС. Вместе с коллегами она обнаружила в составе вируса новый белок nsp2TF, который был сгенерирован с помощью новейших сигналов рибосомального сдвига рамки считывания.
Фанг проводила это исследование с ее европейскими коллегами, в числе которых был Эрик Снейдер (Eric Snijder) и члены его команды из Медицинского центра Лейденского университета в Нидерландах, а также Эндрю Ферт (Andrew Firth), Йен Брирли (Ian Brierley) и сотрудники его лаборатории из Кембриджского университета. Важный вклад в данное исследование был внесен Янхуа Ли (Yanhua Li) из Китая, бывшим докторантом Фанг по патобиологии. Чжи Сун (Zhi Sun), бывший докторант Фанг, и Лонгчао Чжу (Longchao Zhu), приглашенные ученые в области диагностической медицины и патобиологии в лаборатории Фанг, также принимали участие в исследовании.
Программируемый −1 рибосомальный сдвиг рамки считывания (−1 ПРСРС) является широко распространенным трансляционным механизмом, облегчающим экспрессию двух полипептидов единой мРНК. Как правило, рибосома взаимодействует с вторичной структурой мРНК, что способствует −1 сдвигу рамки считывания в неустойчивой гомополимерной последовательности. Не так давно мы описали необычный сигнал −2 сдвига рамки считывания (−2 ПРСРС), который контролирует эффективную экспрессию трансфреймового белка [неструктурный белок 2TF (nsp2TF)] вируса репродуктивно-респираторного синдрома свиней (вируса РРСС) исходя из альтернативной рамки считывания, перекрывающей вирусный ген репликазы. Необычно то, что в СРС сигнале этого артеривируса отсутствует четкая стимулирующая вторичная структура РНК, но, как здесь подтверждается, этот сигнал может контролировать возникновение −1 ПРСРС, генерируя третий, усеченный вариант nsp2, называемый «nsp2N». Примечательно то, что и −2 и −1 ПРСРС трансактивируются фактором белка, в частности субъединицей репликазы вируса РРСС (nsp1β). Встроенный в nsp1β папаин-подобный домен аутопротеиназы мы определили как предположительно высоко консервативный РНК-связывающий мотив, имеющий решающее значение для трансактивации ПРСРС. Минимальная последовательность РНК, необходимая для ПРСРС, была локализована в области 34-nt, которая включает неустойчивую последовательность и консервативный мотив CCCANCUCC по ходу транскрипции. Взаимодействие nsp1β с сигналом ПРСРС продемонстрировано при помощи метода преципитации (pull-down assay).
По нашим сведениям, приведенные исследования впервые демонстрируют, что белок может функционировать как трансактивирующий фактор рибосомального сдвига рамки считывания. Вновь выявленные детерминанты сдвига рамки считывания обеспечивают выполнение целей по контролю и предотвращению артеривирусных заболеваний. Кроме того, белок-индуцированная трансактивация сдвига рамки считывания может стать широко распространенным механизмом, потенциально включающим ранее неоткрытые вирусные стратегии регулирования экспрессии вирусных генов и/или модулирования трансляции клетки-хозяина в зависимости от инфекции.
Yanhua Li, Emmely E. Treffers, Sawsan Napthine, Ali Tas, Longchao Zhu, Zhi Sun, Susanne Bell, Brian L. Mark, Peter A. van Veelen, Martijn J. van Hemert, Andrew E. Firth, Ian Brierley, Eric J. Snijder and Ying Fang.Transactivation of programmed ribosomal frameshifting by a viral protein. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. doi: 10.1073/pnas.1321930111