فعال‌سازی CRISPR کل ژنوم برای شناسایی عوامل میزبان کنترل کننده تعاملات سلولی با SARS-CoV-2

از خانواده TLR، LRRC15 متحد نزدیک TLR5 است که یک پروتئین باکتریایی فلاژلین را نیز می شناسد. دو گروه تحقیقاتی دیگر نیز دریافته‌اند که LRRC15 با استفاده از روش‌های مشابه غربالگری CRISPR، تعاملات سلول S/Host را هدایت می‌کند. یک بررسی منتشر شده همچنین نشان داد که LRRC15 در عمل می کند ترانس برای مهار عفونت SARS-CoV-2. این مطالعات با هم، نقش اصلی LRRC15 را در پاتوژن‌های مشابه SARS-CoV-2 و احتمالاً بیشتر برجسته کردند.

گزارش قبلی نشان داد که LRRC15 می تواند از عفونت آدنوویروس جلوگیری کند. بنابراین، محققان این فرضیه را مطرح کردند که ممکن است انتقال SARS-CoV-2 را با جداسازی ویریون‌های آزاد در مجاری هوایی ریه بیماران مبتلا به کووید-19 محدود کند. همچنین این احتمال وجود دارد که LRRC15 بتواند رسوب کلاژن را برای محافظت از راه های هوایی ریه از فیبروز در طول عفونت شدید ریه سرکوب کند.

به طور خلاصه، محققان LRRC15، یک گیرنده مسدودکننده جدید SARS-CoV-2 با پتانسیل تنظیم ایمنی ذاتی و ترمیم ریه را شناسایی کردند. دارای اتصال SARS-CoV-2 S قابل مقایسه با ACE2 بود. با این حال، LRRC15 tropism ویروسی ایجاد نمی کند. بیان LRRC15 در بافت هایی که جفت، پوست و سیستم لنفاوی انسان را تشکیل می دهند و به عنوان اولین خط دفاعی عمل می کند، بیشتر بود. در راه‌های هوایی ریه‌های آلوده به SARS-CoV-2، به یک ساختار مانع مانند ایمنی ذاتی تبدیل شد. علاوه بر این، برای دفاع از میزبان، LRRC15 که بر روی میوفیبروبلاست‌های تولیدکننده کلاژن یافت شد، تولید کلاژن را سرکوب کرد و برنامه‌های ضد ویروسی را هدایت کرد. اگرچه LRRC15 به عنوان یک گیرنده ورودی عمل نکرد، اما SARS-CoV-2 را در ترانس مهار کرد.

اگرچه نمایشگرهای CRISPR Loss and Gain of Function (LOF و GOF) قبلاً نتوانسته بودند LRRC15 را شناسایی کنند، مدل غربالگری CRISPR ترکیبی با پروتئین S با فلوروفور کونژوگه مطالعه حاضر یک پارادایم جدید برای بررسی نه تنها تعاملات میزبان/ویروس، بلکه تقریباً هر گونه بود. سایر تعاملات سطح سلولی

این تیم همچنین دی‌اکسی ریبونوکلئیک اسید ژنومیک (gDNA) را از سلول‌های انتخاب شده توسط S-488 جمع‌آوری کردند و فراوانی آن را با تعیین توالی اندازه‌گیری کردند. آنها داده ها را با استفاده از پلتفرم تجزیه و تحلیل v0.5.9.2 MAGeCK تجزیه و تحلیل کردند و با استفاده از MAGECKFlute ترسیم کردند. علاوه بر این، آنها دو صفحه نمایش اضافی را تحت شرایط کمی متفاوت انجام دادند. در تمام صفحه‌ها، بهترین موفقیت آنها LRRC15 بود.

نتایج

در مرحله بعد، آنها کلون های HEK293T-CRISPRa را آزمایش کردند تا ببینند که آیا بیان ACE2 را با استفاده از سه RNA تک راهنمای مستقل (sgRNA) القا می کنند یا خیر. در نهایت، یک کلون برای استفاده بیشتر برای تایید اتصال S-488 ناشی از CRISPRa که بیان ACE2 را توسط FC اعطا می‌کند، انتخاب شد.

محققان خاطرنشان کردند که بیان LRRC15 منجر به افزایش تنظیم سه مسیر ضد ویروسی، پروتئین های القا شده با اینترفرون با تکرارهای تتراتریکوپپتید (IFIT)، مقاومت به میکسو ویروس (MX) و الیگوآدنیلات سنتتاز (OAS) شد. توجه داشته باشید که بیماران مبتلا به بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19) و نخستی‌های آلوده به SARS-CoV-2، تنظیم مثبت این پروتئین‌ها را نشان می‌دهند.

در مطالعه اخیر منتشر شده در زیست شناسی PLOSمحققان دریافتند که پروتئین 15 حاوی تکرار غنی از لوسین (LRRC15)، گیرنده‌ای شبیه به گیرنده (TLR) مربوط به سطح سلولی، اتصال سنبله (S) در سندرم حاد تنفسی کروناویروس 2 (SARS-CoV-2) را مسدود می‌کند.

مطالعه: LRRC15 بیان شده با فیبروبلاست، گیرنده ای برای سنبله SARS-CoV-2 است و برنامه های رونویسی ضد ویروسی و ضد فیبروتیک را کنترل می کند.  اعتبار تصویر: Corona Borealis Studio/Shutterstock
مطالعه: LRRC15 بیان شده با فیبروبلاست، گیرنده ای برای سنبله SARS-CoV-2 است و برنامه های رونویسی ضد ویروسی و ضد فیبروتیک را کنترل می کند. اعتبار تصویر: Corona Borealis Studio/Shutterstock

زمینه

چارچوب خواندن باز پروتئین SARS-CoV-2 (ORF6) القای MX1 را سرکوب می کند. بنابراین، افزایش بار ویروسی باعث ایجاد اختلال در بیان آن می شود. پروتئین دیگر، OAS1، یک حسگر قوی دو رشته ای (ds)RNA است که آنزیم RNAse L را برای تجزیه RNA ویروسی فعال می کند. در داخل بدن مطالعات ارتباط بین بیان آن با دفاع در برابر پیامدهای شدید COVID-19 را نشان داده است.

نتیجه گیری

بنابراین، مطالعات آینده باید بررسی کنند که آیا نقش LRRC15 در ایمنی ریه فراتر از تعامل با SARS-CoV-2 است و آیا می تواند آنتی ژن های میکروبی دیگر را جدا کند یا خیر.



منبع

آنها یک روش جدید اتصال S-باید مبتنی بر FC با استفاده از S-با نشاندار 488 فلورسنت ایجاد کردند. آنها سلول های HEK293T-ACE2 و نوع وحشی (WT) HEK293T را در چندین نسبت برای اندازه گیری اتصال S-488 توسط FC مخلوط کردند. افزایش سلول‌های اتصال S-488 نشان داد که این سنجش حساسیت کافی برای کمک به نمایشگرهای کل ژنوم دارد.

LRRC15 عمدتاً در موانع ایمنی ذاتی از جمله جفت، پوست و بافت‌های لنفاوی بیان می‌شود. با این حال، میوفیبروبلاست‌های ریه تولیدکننده کلاژن انسانی در طول بیماری شدید کروناویروس 2019 (COVID-19) (یک حالت آشفته) همچنین اسید ریبونوکلئیک پیام‌رسان (mRNA) را برای پروتئین LRRC15 بیان می‌کنند و راه‌های هوایی آنها را می‌پوشاند. مطالعه حاضر نشان داد که این فیبروبلاست‌ها هم عفونت کاذب و هم عفونت SARS-CoV-2 واقعی را سرکوب می‌کنند. ترانس.

در مطالعه حاضر، محققان از یک رویکرد ژنومیک عملکردی بی‌طرفانه به نام فعال‌سازی تکرارهای کوتاه پالیندرومیک خوشه‌ای منظم بین‌فاصله کل ژنوم (CRISPRa) برای شناسایی گیرنده‌های جدید در تعامل با گلیکوپروتئین SARS-CoV-2 S استفاده کردند. LRRC15 بهترین موفقیت آنها بود و آنها تعامل آن را با SARS-CoV-2 S از طریق فلوسیتومتری (FC)، رسوب ایمنی و میکروسکوپ کانفوکال تأیید کردند.

آنزیم مبدل آنژیوتانسین 2 (ACE2) گیرنده ورودی اولیه گلیکوپروتئین S SARS-CoV-2 است. با این حال، مطالعات هنوز فاکتورهای میزبان دیگری را که باعث اتصال SARS-CoV-2 S می‌شوند، شناسایی نکرده‌اند.

در مورد مطالعه

شناسایی IFN، عفونت ویروسی یا مولکول های الگوی مولکولی مرتبط با پاتوژن (PAMP) باعث تولید پروتئین های IFIT می شود که به نوبه خود، پاسخ های ضد ویروسی را توسط ایمنی سلولی فعال می کند. اجتناب از این پروتئین ها به SARS-CoV-2 کمک می کند تا از پاسخ ایمنی ضد ویروسی میزبان (در این مورد انسان) فرار کند. به همین ترتیب، پروتئین های MX القا شده با IFN فعالیت ضد ویروسی در برابر چندین ویروس نشان می دهند، به عنوان مثال، آنفولانزای A را با تغییر مرتب سازی وزیکول های ویروسی در اندامک های سلولی مسدود می کند.