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中国科学院生物物理研究所高璞研究组、李栋研究组和邓红雨研究组合作发现α-和γ-疱疹病毒编码的一类进化遥远但结构相关的间质蛋白,可以通过新颖且保守的机制破坏cGAS-DNA相分离而实现免疫逃逸。
北京时间2021年5月19日晚23时,国际学术期刊《分子细胞》在线发表了这一研究成果。
cGAS-STING通路可识别细胞质中异常出现的DNA(病原感染引入的外源DNA或宿主异常释放的内源DNA),并诱导I型干扰素和其他促炎因子的表达。作为广谱的细胞质DNA受体,cGAS对DNA的识别没有序列特异性,因此该通路能够对多种病原感染作出应答。2018年,Zhijian Chen实验室发现cGAS可以和DNA形成液-液相分离并促进其催化活性(Science, 361:704-9)。近期,Philip Kranzusch实验室跟进发现cGAS-DNA相分离还可以显著减缓细胞质DNA酶TREX1对DNA的降解(Mol Cell, 81:739-55)。
为了拮抗cGAS-STING通路的免疫压力,病原微生物(尤其是病毒)也在与宿主的长期博弈过程中,进化出了多种策略来抑制该通路的活化。鉴于cGAS-DNA相分离对通路活化的重要性,不难推测病原应该会进化出靶向该过程的反制措施。
然而,目前还没有发现任何病原蛋白通过干预cGAS-DNA相分离来抑制cGAS-STING通路。从更为广泛的角度来说,病原微生物对宿主细胞相分离的干预和调控,也鲜有研究报道。
图文摘要
在本项工作中,研究人员发现以ORF52(γ-疱疹病毒编码)和VP22(α-疱疹病毒编码)为代表的一类病毒间质蛋白,可以对cGAS-DNA天然免疫相分离进行干预和破坏,从而抑制宿主细胞的天然免疫应答。本项工作的主要结论和科学发现包括:
· ORF52/VP22类型的病毒间质蛋白可以在体外和细胞内有效抑制cGAS-DNA相分离;
· 病毒颗粒中携带的大量ORF52可以在病毒感染早期就作用于cGAS-DNA相分离;
· 病毒蛋白对cGAS-DNA相分离的抑制作用,并不依赖于病毒蛋白和cGAS的直接互作,而是依赖于病毒蛋白被DNA诱导形成自身相分离的能力;
· 病毒蛋白与DNA的相分离聚集,取决于它们之间的多价互作,而非简单的亲和力强弱;
· 减弱病毒蛋白与DNA的相分离的能力,将会直接降低其抑制cGAS-DNA相分离以及整个通路的能力;
· 病毒间质蛋白对cGAS-DNA相分离的抑制,代表了一种全新的病原-宿主互作机制,也拓展了人们对生物大分子相分离调控复杂性的理解。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1016/j.molcel.2021.05.002
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