دانشمندان پروتئین جدید ویروس کُش را شناسایی می کنند

طبق یافته های جدید منتشر شده در eLife، یک پروتئین جدید به نام KHNYN به عنوان یک قطعه گمشده در یک سیستم ضد ویروسی طبیعی شناخته شده است که با هدف قرار دادن یک الگوی خاص در ژنوم ویروسی، ویروس ها را می کُشد.

مطالعه دفاع طبیعی بدن برای ویروس ها و نحوه تکامل ویروس ها برای فرار از آنها برای توسعه واکسن های جدید، داروها و درمان های ضد سرطان حیاتی است.

اطلاعات ژنتیکی که ژنوم را برای بسیاری از ویروس ها تشکیل می دهد شامل بلوک های ساختمانی به نام نوکلئوتیدهای RNA است. به تازگی کشف شد که پروتئین به نام ZAP به دنباله خاصی از نوکلئوتیدهای RNA متصل می شود: یک سیتوزین به دنبال یک گوانوزین یا CpG برای مدت کوتاه.

ویروس نقص ایمنی بدن (اچ آی وی) به طور معمول از طریق ZAP مهار می شود زیرا به سلول های CpG در ژنومش تکامل یافته است. با این حال، زمانی که CpG ها به ویروس اضافه می شوند، ZAP باعث تخریب آن می شود. این به ما کمک می کند تا درک کنیم که چرا HIV با CpG های بیشتری ضعیف تر می شود و به احتمال زیاد توضیح می دهد که چرا بسیاری از سویه های HIV به CpG های کمتری تبدیل شده اند. اما یک رمز و راز باقی ماند زیرا ZAP قادر به تجزیه RNA ویروسی نیست.

اسکن الکترومیکروگراف یک سلول T آلوده به ویروس اچ ای وی. اعتبار: NIAID

"چون ZAP نمی تواند RNA خود را تخریب کند، ما معتقدیم که باید پروتئین های دیگر را برای RNA ویروسی بکار گیریم تا آن را از بین ببریم"، نویسنده اصلی متیا فیکارلی، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه چاد سوانسون، گروه بیماری های عفونی، کالج کینگ لندن "بنابراین، در مطالعه فعلی، ما شروع به شناسایی پروتئین های انسانی جدیدی کرده ایم که برای ZAP  ضروری است تا RNA های ویروسی را برای تخریب هدف قرار دهد."

پس از کشف اینکه KHNYN با ZAP تعامل دارد، تیم تحقیق کرد چه اتفاقی می افتد وقتی که مقدار KHNYN تولید شده در سلول های آلوده به یک اچ ای وی معمولی که CpG های کمتری دارد یا یک HIV مهندس ژنتیکی شده که CpG های بسیاری دارد. افزایش تولید KHNYN در سلول باعث کاهش توانایی ویروس HIV تقریبا تا پنج برابر شد و توانایی اچ آی وی غنی شده با CpG را به 400 برابر کاهش داد.

برای تشخیص اینکه آیا KHNYN و ZAP با یکدیگر کار می کنند، تیم آزمایشات مشابهی را در سلول های بدون ZAP تکرار کرد و متوجه شد که KHNYN توانایی افزایش HIV غنی شده با CpG را مهار نمی کند. آنها سپس در مورد آنچه که در سلول های مهندسی ژنتیکی بدون KHNYN اتفاق می افتد را بررسی و دریافتند که HIV و ویروس لوسمی موش که CpG بسیاری دارند، دیگر توسط ZAP مهار نمی شوند.

پروفسور استوارت نیل، گروه بیماریهای عفونی، کالج کینگ لندن،توضیح می دهد: "ما شناسایی کرده ایم که KHNYN مورد نیاز ZAP برای پیشگیری از تکثیر اچ آی وی در هنگام غنی شدن با CpG ها ضروری است." او می افزاید که KHNYN احتمالا یک آنزیم است که RNA ویروسی را که ZAP به آن متصل می شود را کاهش می دهد.

چاد سوانسون، یکی از اعضای هیات علمی و سخنران از همان گروه، می گوید: "کاربرد بالقوه جالب این کار این است که واکسن های جدید و یا درمان سرطان را داشته باشیم." "از آنجایی که برخی از سلول های سرطانی سطح ZAP کم دارند، ممکن است ویروس های CpG غنی شده و سرطان کُش را که سبب آسیب رساندن به سلول های سالم نمی شوند توسعه دهند. اما برای یادگیری بیشتر درباره اینکه چگونه ZAP و KHNYN می توانند RNA ویروسی را شناسایی و از بین ببرند، قبل از اینکه ما بتوانیم به بررسی چنین برنامه هایی بپردازیم، لازم است که بیشتر تحقیق کنیم. "

منبع:

Mattia Ficarelli, Harry Wilson, Rui Pedro Galão, Michela Mazzon, Irati Antzin-Anduetza, Mark Marsh, Stuart JD Neil, Chad M Swanson. KHNYN is essential for the zinc finger antiviral protein (ZAP) to restrict HIV-1 containing clustered CpG dinucleotides. eLife, 2019; 8 DOI: 10.7554/eLife.46767