Viralen RNA verbunden, um die menschliche Immunantwort


In Ihrem Kampf gegen eine eindringende virus, ein Enzym in unserem Immunsystem kann Sinn bestimmte Arten von viralen RNA-Paaren, die nach Ansicht der Wissenschaftler.

Der Schlüssel liegt in einem virus RNA-eine lange Molekülkette oft verwendet, um Proteine zu bilden — und wie es reguliert ein Enzym namens Proteinkinase R (PKR), nach Ansicht der Forscher von der Penn State, der University of Connecticut und der Universität von Peking.

„PKR spielt eine wichtige Rolle im menschlichen Immunsystem,“ sagte Laurie Heinicke, Diplom-Studium der Chemie und erste Autor auf dem Papier. „Es wird aktiviert, indem über weite Strecken der double-stranded RNA. Als Teil unserer integrierten Immunantwort, die PKR kann erkennen virale Doppelstrang-RNA und hemmt deren Produktion.“

Virale RNA gelangt menschliche Zellen angreifen Viren Schleusen Ihr Erbgut in Wirtszellen ein und zwingen diese, um die Herstellung zukünftiger Generationen von Viren. Durch Verriegelung an bestimmte stellen der viralen RNA, PKR kann eine Unterbrechung dieses Prozesses.

Oder, nach Heinicke, „einmal aktiviert durch bestimmte RNAs, PKR Stoppt die Proteinsynthese in infizierten Zellen und führt zum Zelltod.“

Ein Weg dies geschehen kann, ist für die virale RNA zunächst bilden verknüpfte Paare Dimere. Diese RNA-Dimere dann erlauben die getrennte Sätze von PKR zu binden mit sich selbst, auch die Dimere, ein Zustand, wo der gekoppelten PKR ist am effektivsten gegen einen viralen Ansturm.

„Wir haben gezeigt, dass eine kleine region im HIV-1 Genom als TAR regulieren kann PKR,“ Heinicke weiter. „Der Nachteil ist jedoch, dass diese RNA bilden ein dimer, um ein Aktivator.“

Die zusätzliche Länge, die RNA-dimer liefert, ist entscheidend bei der Förderung PKR pair up und funktionieren.

„Die Länge, die erforderlich für eine PKR zu binden, um die RNA ist fünfzehn base-Paare“, sagte Philip Bevilacqua, Chemie-professor, Penn State, einer der leitenden Wissenschaftler des Projekts zusammen mit James Cole, associate professor, Universität von Connecticut. „Um zwei PKRs zu binden und dimerize, Sie benötigen einen RNA-Strang, der doppelt so lang ist.“ Cole ‚ s Labor zur Verfügung gestellt Nachweis der dimerisierung von RNA und PKR.

In Ihren Experimenten an der Penn State, fanden die Wissenschaftler das RNA-dimer aktiviert PKR vom 9. – 118-mal mehr als die Einzel-Strang-RNA, je nach der RNA-Typ. TAR-RNA-dimerisierung aktiviert die PKR, wenn der TEER nicht zeigen strukturelle Mängel auf. Die Forscher berichten über Ihre Ergebnisse in der jüngsten Ausgabe des Journal of Molecular Biology.

„Das hinzufügen dieser Mängel verringert die Anzahl der Orte, an denen PKR-Bindung an die RNA,“ Heinicke erklärte. RNAs, die zeigte, dass der höchste Grad der Symmetrie sind stärker PKR Aktivatoren als solche mit Mängeln. „Es scheint, als ob die Länge ist eine notwendige, aber nicht hinreichende Bedingung für Aktivierung,“, sagte Bevilacqua.

Die Wissenschaftler konstruierten RNA zu entfernen TEER Mängel. Dimere dieser RNAs erhöhten PKR-Aktivität, im Vergleich zu den asymmetrischen „wild-Typ“ TAR-Dimere. Einzelne Stränge dieser RNAs nicht aktivieren PKR. Dies steht im Gegensatz zu früheren arbeiten, die berichtet, dass die single-Strang Wildtyp-TAR zeigte eine 50-fache Zunahme der Aktivierung über mehr symmetrischen Varianten.

„Das hilft uns finden, was die tatsächliche molekulare Struktur ist, der aktiviert wird, PKR“, sagte Bevilacqua. „Es ist noch Grundlagenforschung für jetzt, aber die Suche nach der Ursache für dies kann letztlich dazu führen, das Verständnis von Krankheit.“ Heinicke, Bevilacqua und Cole arbeitete mit Subba Rao Nallagatla, Chemie wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Penn State, University Park; Amy Diegelman-Parente, assistant professor für Biochemie an der Penn State Altoona; Jason Wong, molekular-und Zellbiologie, Postdoc und Jeffrey Lary, analytische ultrazentrifugation Biotechnologie Anlage scientist, University of Connecticut, und Xiaofeng Zheng, professor für Biochemie und Molekularbiologie, Universität von Peking.

Die NIH finanziert dieses Projekt.

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