Ученые определили аппарат репликации и транскрипции ранавирусов

Вирусы рода Ranavirus (семейство Iridoviridae) — это крупные ДНК-содержащие вирусы с ядерно-цитоплазматическим циклом, выделенные от водных животных, включая рептилий, амфибий и костистых рыб. Они являются оппортунистическими патогенами, угрожающими пойкилотермным животным.

Многие ранавирусы могут инфицировать более одного вида-хозяина и преодолевать межвидовые барьеры, однако механизмы репликации и транскрипции их генома оставались в значительной степени неизвестными.

Группа исследователей под руководством профессора Чжан Ция из Института гидробиологии Китайской академии наук изучила компоненты аппарата репликации и транскрипции ранавирусов и определила взаимосвязи и функциональную архитектуру этих компонентов.

Исследование было опубликовано в журнале Cell & Bioscience 6 января.

Ученые исследовали мечение 5-этинил-2'-дезоксиуридином (EdU) и его условия для двух ранавирусов — Andrias davidianus ranavirus (ADRV) и Rana grylio virus (RGV), которые инфицировали клетки тимуса китайской гигантской саламандры (GSTC).

С помощью метода изоляции белков на насинтезированной ДНК (iPOND) в сочетании с масс-спектрометрией они отсеквенировали в общей сложности 46 белков ADRV, 38 белков RGV и несколько белков хозяина, ассоциированных с вирусной насинтезированной ДНК, в инфицированных клетках GSTC для каждого вируса.

Затем исследователи идентифицировали кодируемые ранавирусами белки, связывающие одноцепочечную ДНК (SSB), представленные парой гомологичных белков от двух ранавирусов: ADRV-85L и RGV-27R, которые показали высокое содержание в вышеупомянутых анализах iPOND-MS.

Для дальнейшего анализа колокализации и взаимодействия основных компонентов вирусного реплисомного комплекса — кодируемых вирусом хеликазы/примазы, SSB, ДНК-полимеразы и фактора процессивности — использовали иммунофлуоресценцию и ко-иммунопреципитацию (co-IP). Результаты указали на сложное взаимодействие между четырьмя белками.

Новый метод анализа комплементации NanoLuciferase (NanoLuc) в клетках водных животных показал, что вирусная ДНК-полимераза взаимодействует с рядом вирусных белков, что было подтверждено co-IP. Взаимодействующие белки включали не только белки, участвующие в репликации ДНК, но и участвующие в транскрипции, что указывало на центральную функцию ДНК-полимеразы.

Кроме того, с помощью специфического ингибитора, иммунофлуоресценции и co-IP исследователи обнаружили, что топоизомеразы хозяина IIα и IIβ являются основными компонентами вирусного реплисомного комплекса. Эти два белка взаимодействовали с вирусными белками и перемещались из ядра в цитоплазматические вирусные фабрики во время инфекции.

Также были идентифицированы белки, ассоциированные с аппаратом вирусной транскрипции, который включал восемь вирусных белков и три белка хозяина. Эти три белка хозяина — субъединицы Rpb3, Rpb6 и Rpb11 РНК-полимеразы II хозяина, что указывает на захват вирусом субъединиц РНК-полимеразы хозяина. Взаимодействие между тремя белками хозяина и вирусными белками было подтверждено последующими анализами co-IP.

Это исследование впервые пролило свет на сложный аппарат репликации и транскрипции ранавирусов с использованием двух модельных вирусов.