Viren können unseren genetischen Code stehlen neue Mensch-Virus-Gene zu erstellen

Dieser Befund wird in einer Studie online veröffentlicht heute und in gedruckter 25. Juni in Cell präsentiert. Die übergreifende kollaborative Studie wurde von Forschern an der Global Health and Emerging Pathogens Institut an Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York und an der MRC-University of Glasgow Zentrum für Virusforschung in Großbritannien geführt.

Das fächerübergreifende Team von Virologen sah eine große Gruppe von Viren, die als segmentierte Negativstrang RNA-Viren (sNSVs) bekannt, die weit verbreitete und ernste Krankheitserreger des Menschen, domestizierte Tiere und Pflanzen umfassen, einschließlich der Influenzaviren und Lassa-Virus (die Ursache von Lassa-Fieber). Sie zeigten, dass durch genetische Signale von ihren Wirten zu stehlen, Viren eine Fülle von bisher unentdeckten Proteine ​​produzieren kann. Die Forscher sie als UFO (Upstream Frankenstein offener Leserahmen) Proteine ​​markiert, wie sie durch Vernähen der Host und virale Sequenzen codiert werden. Es gab keine Kenntnis von der Existenz dieser Art von Proteinen vor dieser Studie.

Diese UFO-Proteine ​​können den Verlauf der viralen Infektion verändern und könnte für die Impfstoff-Zwecke genutzt werden.

„Die Fähigkeit eines Pathogens, um Wirtsbarrieren zu überwinden und eine Infektion festzustellen auf der Expression von pathogen-abgeleiteten Proteinen basiert“, so Ivan Marazzi, PhD, Associate Professor für Mikrobiologie an Icahn School of Medicine und korrespondierender Autor der Studie. „Um zu verstehen, wie ein Erreger den Wirt antagonisiert und stellt Infektion, müssen wir ein klares Verständnis von dem, was Proteine ​​eines Erregers kodiert haben, wie sie funktionieren, und die Art und Weise, in der sie zur Virulenz beitragen.“

Viren können ihre eigenen Proteine ​​nicht bauen, so dass sie geeignete Anweisungen an die Maschinen müssen füttern, die Proteine ​​in ihren Wirtszellen baut. Viren sind dafür bekannt, diese durch einen Prozess namens zu tun „cap-snatching“, in dem sie schneiden das Ende von einem der zelleigenen Protein-kodierenden Nachrichten (eine Boten-RNA oder mRNA) und erstrecken sich dann diese Sequenz mit einer Kopie eines ihre eigenen Gene. Daraus ergibt sich eine Hybrid-Nachricht gelesen werden.

„Seit Jahrzehnten dachten wir, von der Zeit, dass der Körper das Signal trifft zu starten, die Nachricht in einem Protein übersetzt (a‚Start-Codon‘) er eine Nachricht an mich allein durch das Virus zur Verfügung gestellt zu lesen. Unsere Arbeit zeigt, dass die Host-Sequenz nicht ist silent“, sagte Dr. Marazzi.

Die Forscher zeigen, dass, weil sie Hybriden von Host-mRNAs mit ihren eigenen Genen machen, Viren (sNSVs) können Nachrichten produzieren mit zusätzlichem, vom Wirt abgeleitete Startcodons, einen Prozess, der sie als „Schnappen starten.“ Dies macht es möglich, bisher unbekannte Proteine ​​von den Hybrid-Wirt-Virus-Sequenzen zu übersetzen. Sie zeigen weiterhin, dass diese neuen Gene, die durch Influenza-Viren exprimiert werden und möglicherweise eine große Zahl von anderen Viren. Das Produkt dieser Hybrid-Gene für das Immunsystem sichtbar sein, und sie kann modulieren Virulenz. Weitere Studien sind erforderlich, um diese neue Klasse von Proteinen zu verstehen und was die Auswirkungen sind ihr allgegenwärtigen Ausdruck von vielen der RNA-Viren, der Ursache von Epidemien und Pandemien.

Ed Hutchinson, PhD, korrespondierender Autor und wissenschaftlicher Mitarbeiter am MRC-University of Glasgow Center for Virus Research, sagte: „Viren übernehmen ihren Wirt auf molekularer Ebene, und diese Arbeit identifiziert eine neue Art und Weise, in der einige Viren können wringen jeden letzten wenig Potential aus der molekularen Maschinerie sie zu nutzen. Während der Arbeit hier getan konzentriert sich auf Influenzaviren, bedeutet dies, dass eine große Anzahl von viralen Spezies bisher unbekannten Genen machen.“

Forscher sagen, dass der nächste Teil ihrer Arbeit ist spielen die unterschiedlichen Rollen, die die unvermuteten Gene zu verstehen. „Jetzt wissen wir, sie existieren, können wir sie studieren können, und das Wissen, um Hilfe Seuchentilgungs- nutzen“, sagte Dr. Marazzi. „Eine große globale Anstrengungen erforderlich, virale Epidemien und Pandemien zu stoppen, und diese neuen Erkenntnisse zu identifizieren, neue Wege zu stoppen Infektion führen kann.“

Diese Studie wurde von Geldgebern wie das National Institute of Allergy and Infectious Diseases und dem britischen Medical Research Council unterstützt.

Quelle: The Mount Sinai Hospital / Mount Sinai School of Medicine. "Viruses can steal our genetic code to create new human-virus genes." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200618120213.htm>.