Аннотация:
<strong><em>Обоснование.</em></strong> Появление в конце 2020 г. новых вариантов вируса SARS-CoV-2, ставших источником повышенного риска для глобального общественного здравоохранения, стимулировало исследования их молекулярно-биологических особенностей и патогенного действия. Известно, что одна из причин патогенного действия вирусов их взаимодействие с защитными механизмами клетки: Ire1 (inositol-requiring enzyme 1)-опосредованный сплайсинг мРНК Xbp1 (X-box binding protein 1) защитный механизм, активирующийся в ответ на накопление неправильно свернутых белков в клетке, в ситуации, возникающей из-за неконтролируемого синтеза вирусных белков при инфекции. Изучение взаимодействия различных вариантов вируса SARS-CoV-2 с этим защитным механизмом поможет пролить свет на различные аспекты патогенеза новой коронавирусной инфекции.
<strong><em>Цель</em></strong> изучить активацию и модуляцию Ire1-Xbp1 защитного механизма в клетках Vero, инфицированных различными вариантами вируса SARS-CoV-2.
<strong><em>Материалы и методы.</em></strong> Активацию Ire1 в зараженных различными вариантами вируса SARS-CoV-2 клетках Vero исследовали с помощью вестерн-блота и антител к фосфорилированной и нативной форме этого белка. Активацию сплайсинга мРНК Xbp1 в условиях инфекции различными вариантами вируса SARS-CoV-2 анализировали в реакции полимеразной цепной реакции со специфическими праймерами.
<strong><em>Результаты.</em></strong> В клетках Vero при инфицировании вирусом SARS-CoV-2 репродукция штамма B.1.1.529 (Omicron) происходит медленнее (48 ч), чем у штаммов B.1.1.7 (Alpha), B.1.617.2 (Delta).
При инфицировании клеток Vero вариантами вируса SARS-CoV-2 активируется Ire1-зависимый защитный механизм. В частности, было показано, что через 12 ч после инфекции Ire1 фосфорилируется. Несмотря на активацию Ire1, сплайсинга мРНК Xbp1 в зараженных SARS-CoV-2 клетках нет. Ингибирование сплайсинга мРНК Xbp1 происходит медленнее в клетках Vero, зараженных вариантом B.1.1.529 Omicron.
<strong><em>Выводы.</em></strong> Описано размножение различных вариантов вируса SARS-CoV-2 в культуре клеток Vero и активация Ire1-Xbp1 защитного механизма при инфекции. При SARS-CoV-2 инфекции Ire1 эндонуклеаза фосфорилируется, однако сплайсинг мРНК транскрипционного фактора Xbp1 нарушен. Снижение скорости ингибирования Ire1-Xbp1 защитного механизма у варианта Omicron (B.1.1.529) вируса SARS-CoV-2 по сравнению с вариантами B.1.1.7 (Alpha) и B.1.617.2 (Delta) может быть причиной его меньшей патогенности, описанной в различных исследованиях.
<p><strong><em>BACKGROUND:</em></strong> The emergence of new variants of the SARS-CoV-2 virus at the end of 2020, which became a source of increased risk for global public health, prompted the study of their molecular biological characteristics and pathogenic effects. It is known that one of the reasons for the viruses pathogenic action is their interaction with the defense mechanisms of the cell. Ire1 (inositol-requiring enzyme 1)-mediated splicing of Xbp1 mRNA (X-box binding protein 1) is a protective mechanism that is activated in response to the accumulation of misfolded proteins in the cell, a situation that occurs due to uncontrolled synthesis of viral proteins during infection. Studying the interaction of different variants of the SARS-CoV-2 virus with this protective mechanism will help to shed light on various aspects of the pathogenesis of a new coronavirus infection.</p>
<p><strong><em>AIM:</em></strong> Study of Ire1-Xbp1 defense mechanism activation and modulation in SARS-CoV-2 infected Vero cells.</p>
<p><strong><em>MATERIALS AND METHODS:</em></strong> We studied the activation of the Ire1 enzyme in <em>Vero</em> cells infected with various variants of the SARS-CoV-2 virus using immunoblotting and antibodies to various forms of this protein in the cell. In addition, we studied the activation of Xbp1 mRNA splicing under conditions of infection with various variants of the SARS-CoV-2 virus in a PCR reaction with specific primers.</p>
<p><strong><em>RESULTS:</em></strong> Reproduction of B.1.1.529 (Omicron) strain in Vero cells is slower than B.1.1.7 (Alpha) and B.1.617.2 (Delta) strains of SARS-CoV-2. The whole reproduction cycle is 48 hours.</p>
<p>Ire1-dependent defense mechanism is activated after 12 hours of SARS-CoV-2 infection with either of three variants. However, despite the activation of the Ire1 endonuclease domain, there is no Xbp1 mRNA splicing in SARS-CoV-2 infected cells. Inhibition of Xbp1 mRNA splicing occurs slower in Vero cells infected with the B.1.1.529 Omicron variant.</p>
<p><strong><em>CONCLUSIONS:</em></strong> The paper describes the reproduction of various variants of the SARS-CoV-2 virus in Vero cell culture and the activation of the Ire1-Xbp1 defense mechanism during infection. The Ire1 endonuclease is phosphorylated, however, mRNA splicing of the Xbp1 transcription factor is impaired in SARS-CoV-2 infected cells. A decrease in the rate of inhibition of this protective mechanism in Vero cells infected with the Omicron (B.1.1.529) variant of the SARS-CoV-2 virus may be the reason for its lower pathogenicity described in various studies.</p> Шишова А.А. Анна Андреевна «Федеральный НЦ исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН»; Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова
Барышникова В.С. Виктория Сергееевна «Федеральный НЦ исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН»
Ермакова М.Ю. Майя Юрьевна «Федеральный НЦ исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН»
Турченко Ю.В. Юрий Владиславович «Федеральный НЦ исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН»
Деревенцова А.В. Алёна Вадимовна «Федеральный НЦ исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН»
Фоминых К.В. Ксения Валерьевна «Федеральный НЦ исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН»
«Федеральный НЦ исследований и разработки иммунобиологических препаратов имени М.П. Чумакова РАН»
Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences
Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова
Moscow Medical Academy of I. M. Sechenov
Shishova А.A. Аnna A. Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences; Moscow Medical Academy of I. M. Sechenov
Baryshnikova V.S. Victoria S. Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences
Ermakova M.Y. Maya Yu. Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences
Turchenko Y.V. Yuriy V. Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences
Dereventsova A.V. Alena V. Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences
Fominykh K.V. Kseniya V. Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune-and-Biological Products of Russian Academy of Sciences
Activation and modulation of Ire1-Xbp1 pathway in SARS-CoV-2 infected Vero cells (B.1.1.7 Alpha, B.1.617.2 Delta, B.1.1.529 Omicron variants) eng
Активация и модуляция Ire1-Xbp1 защитного механизма в клетках Vero, инфицированных вариантами B.1.1.7 Alpha, B.1.617.2 Delta, B.1.1.529 Omicron вируса SARS-CoV-2
Текст визуальный электронный
Медицинский академический журнал
Eco-Vector
Т. 22, № 2 С. 269-276
2022
SARS-CoV-2
SARS-CoV-2
стресс эндоплазматического ретикулума
endoplasmic reticulum stress
Ire1
Ire1
Xbp1
Xbp1
Статья
<strong><em>Обоснование.</em></strong> Появление в конце 2020 г. новых вариантов вируса SARS-CoV-2, ставших источником повышенного риска для глобального общественного здравоохранения, стимулировало исследования их молекулярно-биологических особенностей и патогенного действия. Известно, что одна из причин патогенного действия вирусов их взаимодействие с защитными механизмами клетки: Ire1 (inositol-requiring enzyme 1)-опосредованный сплайсинг мРНК Xbp1 (X-box binding protein 1) защитный механизм, активирующийся в ответ на накопление неправильно свернутых белков в клетке, в ситуации, возникающей из-за неконтролируемого синтеза вирусных белков при инфекции. Изучение взаимодействия различных вариантов вируса SARS-CoV-2 с этим защитным механизмом поможет пролить свет на различные аспекты патогенеза новой коронавирусной инфекции.
<strong><em>Цель</em></strong> изучить активацию и модуляцию Ire1-Xbp1 защитного механизма в клетках Vero, инфицированных различными вариантами вируса SARS-CoV-2.
<strong><em>Материалы и методы.</em></strong> Активацию Ire1 в зараженных различными вариантами вируса SARS-CoV-2 клетках Vero исследовали с помощью вестерн-блота и антител к фосфорилированной и нативной форме этого белка. Активацию сплайсинга мРНК Xbp1 в условиях инфекции различными вариантами вируса SARS-CoV-2 анализировали в реакции полимеразной цепной реакции со специфическими праймерами.
<strong><em>Результаты.</em></strong> В клетках Vero при инфицировании вирусом SARS-CoV-2 репродукция штамма B.1.1.529 (Omicron) происходит медленнее (48 ч), чем у штаммов B.1.1.7 (Alpha), B.1.617.2 (Delta).
При инфицировании клеток Vero вариантами вируса SARS-CoV-2 активируется Ire1-зависимый защитный механизм. В частности, было показано, что через 12 ч после инфекции Ire1 фосфорилируется. Несмотря на активацию Ire1, сплайсинга мРНК Xbp1 в зараженных SARS-CoV-2 клетках нет. Ингибирование сплайсинга мРНК Xbp1 происходит медленнее в клетках Vero, зараженных вариантом B.1.1.529 Omicron.
<strong><em>Выводы.</em></strong> Описано размножение различных вариантов вируса SARS-CoV-2 в культуре клеток Vero и активация Ire1-Xbp1 защитного механизма при инфекции. При SARS-CoV-2 инфекции Ire1 эндонуклеаза фосфорилируется, однако сплайсинг мРНК транскрипционного фактора Xbp1 нарушен. Снижение скорости ингибирования Ire1-Xbp1 защитного механизма у варианта Omicron (B.1.1.529) вируса SARS-CoV-2 по сравнению с вариантами B.1.1.7 (Alpha) и B.1.617.2 (Delta) может быть причиной его меньшей патогенности, описанной в различных исследованиях.
<p><strong><em>BACKGROUND:</em></strong> The emergence of new variants of the SARS-CoV-2 virus at the end of 2020, which became a source of increased risk for global public health, prompted the study of their molecular biological characteristics and pathogenic effects. It is known that one of the reasons for the viruses pathogenic action is their interaction with the defense mechanisms of the cell. Ire1 (inositol-requiring enzyme 1)-mediated splicing of Xbp1 mRNA (X-box binding protein 1) is a protective mechanism that is activated in response to the accumulation of misfolded proteins in the cell, a situation that occurs due to uncontrolled synthesis of viral proteins during infection. Studying the interaction of different variants of the SARS-CoV-2 virus with this protective mechanism will help to shed light on various aspects of the pathogenesis of a new coronavirus infection.</p>
<p><strong><em>AIM:</em></strong> Study of Ire1-Xbp1 defense mechanism activation and modulation in SARS-CoV-2 infected Vero cells.</p>
<p><strong><em>MATERIALS AND METHODS:</em></strong> We studied the activation of the Ire1 enzyme in <em>Vero</em> cells infected with various variants of the SARS-CoV-2 virus using immunoblotting and antibodies to various forms of this protein in the cell. In addition, we studied the activation of Xbp1 mRNA splicing under conditions of infection with various variants of the SARS-CoV-2 virus in a PCR reaction with specific primers.</p>
<p><strong><em>RESULTS:</em></strong> Reproduction of B.1.1.529 (Omicron) strain in Vero cells is slower than B.1.1.7 (Alpha) and B.1.617.2 (Delta) strains of SARS-CoV-2. The whole reproduction cycle is 48 hours.</p>
<p>Ire1-dependent defense mechanism is activated after 12 hours of SARS-CoV-2 infection with either of three variants. However, despite the activation of the Ire1 endonuclease domain, there is no Xbp1 mRNA splicing in SARS-CoV-2 infected cells. Inhibition of Xbp1 mRNA splicing occurs slower in Vero cells infected with the B.1.1.529 Omicron variant.</p>
<p><strong><em>CONCLUSIONS:</em></strong> The paper describes the reproduction of various variants of the SARS-CoV-2 virus in Vero cell culture and the activation of the Ire1-Xbp1 defense mechanism during infection. The Ire1 endonuclease is phosphorylated, however, mRNA splicing of the Xbp1 transcription factor is impaired in SARS-CoV-2 infected cells. A decrease in the rate of inhibition of this protective mechanism in Vero cells infected with the Omicron (B.1.1.529) variant of the SARS-CoV-2 virus may be the reason for its lower pathogenicity described in various studies.</p>