纽约-两个独立研究团队的研究阐明了新冠肺炎感染期间SARS-CoV-2病毒蛋白质和人类宿主细胞蛋白质之间的相互作用,揭示了蛋白质-蛋白质相互作用网络,为疾病生物学和潜在的治疗策略提供了线索。
在第一个研究中,发表在自然生物技术vwin德赢ac米兰合作周一,由巴斯德研究所、丹娜-法伯癌症研究所、多伦多大学和德国环境健康研究中心的研究人员领导的一个国际团队转向酵母-双杂交实验和其他分析,以检查20多个病毒开放阅读框(orf)和近17500个人类orf之间的相互作用。
该研究的作者报告说:“我们预计,这些发现和接触组资源将促进重要的研究,以描述新的病毒株,理解COVID-19症状的机制,并为当前和未来的大流行开发治疗方法。”
该团队的分析强调了SARS-CoV-2编码和人类蛋白质之间的大量相互作用,称为SARS-CoV-2互作组(HuSCI),促进了对基因编辑病毒和表达ACE2受体的肺细胞系进行更详细的分析和基因敲除实验。
在研究的具体接触中,病毒蛋白NSP14和NF-kappa-B控制下的人类转录网络之间的相互作用,以及其他影响人类免疫活性的相互作用。
该团队的研究结果表明,由SARS-CoV-2编码的蛋白质可能特别容易与含有基因改变的人类蛋白质相互作用,这些蛋白质此前与个人患严重COVID-19或持续很长时间的“长COVID- 2”病例的风险有关。
该研究的作者写道:“我们的研究结果将病毒蛋白质与COVID-19严重程度的人类遗传结构联系起来,并提供了潜在的治疗靶点。”该研究指出,基于基因或小分子抑制剂的相互作用宿主蛋白质的敲除,如泛素特异性肽酶25酶,似乎在细胞系实验中降低了SARS-CoV-2的复制。
尽管如此,这组作者指出,他们的结果表明,影响SARS-CoV-2基因组中蛋白质编码部分的变化——包括与已知的SARS-CoV-2变体相关的变化——可能导致与病毒蛋白质相关的相互作用和网络模式的变化。
他们解释说:“虽然目前还不清楚各自的相互作用是否促进了病毒复制或促进了免疫识别,但观察到的变化证明了接触体的可塑性,以及最近有关Delta菌株复制增加的报道,强烈表明病毒进化的这一维度也应该被监测,以评估新出现的变异带来的风险。”
为另一篇论文出现在自然生物技术vwin德赢ac米兰合作康奈尔大学克利夫兰诊所和其他地方的研究人员报告了他们自己的酵母双杂交和质谱相互作用组分析的发现,发现了SARS-CoV-2蛋白质和人类宿主蛋白质之间的700多个明显联系。
通过将这些相互作用与之前相互作用组分析中描述的相互作用进行对比,该团队验证了218个之前描述的蛋白质-蛋白质相互作用,同时揭示了361个新的相互作用。
与此同时,当他们覆盖近3000种现有或拟议药物的药物筛选资料时,研究人员在宿主网络附近追踪到近24种化合物,这些化合物似乎受到了SARS-CoV-2蛋白质的影响。
作者报告说:“这前23种药物提供了针对SARS-CoV-2感染的候选治疗方法,其作用机制从我们的人类-SARS-CoV-2相互作用组中确定。”作者指出,在筛选中发现的药物跨越了抗炎、抗感染、抗高血压和抗肿瘤类别。
例如,基于使用其中一种药物的患者的电子健康记录中记录的低于通常水平的COVID-19病例,研究人员继续进行了一系列肺细胞系实验,这些实验表明,在接触SARS-CoV-2时,抗病毒活性会产生反应。
该团队的成员强调了进入人类细胞的SARS-CoV-2蛋白的明显转录后果,特别是那些来自于由共同免疫沉淀证实的SARS-CoV-2的ORF3a和被提出的人类转录因子ZNF579之间的蛋白质-蛋白质相互作用的蛋白质。
在随后的人类细胞系染色质免疫沉淀测序和定量PCR实验中,研究人员看到了ZNF579靶向sars - cov -2感染细胞中改变的一些相同基因的迹象。
他们写道:“我们的研究证明了网络系统生物学在理解人-病毒相互作用方面的价值,并为COVID-19疗法的进一步研究提供了线索。”