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科學家在流感病毒感染機制研究中獲進展

科學家在流感病毒感染機制研究中獲進展

A 流感病毒是一種高度傳染性和致病性的病毒,人類和多種動物均易感。病毒在宿主細胞內的有效複製,其根本在於病毒在不同的感染階段與宿主的多種不同蛋白髮生相互作用,以抑制或促進細胞信號通路的激活。

在轉錄后調控中,SUMO 化蛋白(小泛素樣修飾,Small Ubiquitin-like MOdifier )對靶蛋白的修飾是調控蛋白活性、穩定性、細胞內定位和蛋白質互作的一個重要機制。以往的研究表明流感病毒在感染期間廣泛與宿主細胞內的 SUMO 化系統發生作用,主要集中在病毒本身蛋白,如 NS1, NS2, PB1, NP 和 M1。但是,病毒感染后宿主細胞蛋白的 SUMO 化狀態以及宿主蛋白的 SUMO 化對病毒感染有何影響?這個問題仍不清楚。

科學院動物研究所野生動物疫病研究組研究員何宏軒帶領團隊,在流感病毒感染對宿主細胞蛋白 SUMO 化影響進行了探索性研究。研究團隊利用細胞感染模型和質譜方法,對病毒感染細胞 SUMO 化蛋白進行了分析鑒定,發現宿主細胞的 MEK1 蛋白是 SUMO1 的靶蛋白,MEK1 蛋白的 SUMO 化程度受到 H5N1 病毒感染的調控。進一步觀察發現,提高 MEK1 的 SUMO 化水平會顯著抑制病毒的感染,而下調 MEK1 的 SUMO 化水平會明顯促進病毒的複製水平。進一步研究發現提高流感病毒HA蛋白在細胞膜的表達會促進 MEK1 蛋白的磷酸化,同時逐漸降低 MEK1 蛋白的 SUMO化。因此該研究揭示了一個流感病毒通過抑制宿主細胞信號通路來促進病毒複製的新機制,為未來通過研究能夠促進宿主細胞 SUMO 化的製劑來治療和預防流感病毒具有重要的理論意義。

該研究於近日以

HA Triggers the switch from MEK1 SUMOylation to Phosphorylation of the ERK pathway in influenza A virus-infected Cells and facilitates its infection

為題在線發表於《細胞與感染微生物學前沿》(

Front. Cell. Infect. Microbiol

)。該文的第一作者為王承民,劉慧敏和羅靜為同等貢獻作者,通訊作者是何宏軒。該項目得到國家重大研發計劃( 2016YFD0500300 )和國家現代農業產業技術體系北京市家禽創新團隊( CARS-PSTP )項目的資助。

一種特異的 SUMO 化 ERK 信號通路的負調控原理模型。在 HA 表達處理( A )和病毒感染處理( B )的條件下,MEK1 SUMO 化和磷酸化的動態變化表現出類似的趨勢,但在病毒感染處理顯然滯後於膜表達 HA 處理。因此研究人員提出一個模型假設,即流感病毒激活 ERK 信號通路受到 SUMO 化 MEK1 的負調控( C )。流感病毒通過 HA 下調調控 ERK 通路中 MEK1 SUMO 化修飾促進 vRNP 出核進而促進其感染,即 HA 是 ERK 通路從 MEK1 SUMO 化到磷酸化的開關。

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