Нарушение эндосомального транспорта приводит к снижению синтеза нуклеокапсидного белка хантавируса Проспект Хилл in vitro

М. Муйангва, Е.Е. Гаранина

Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия

Полный текст PDF


Аннотация

Статья посвящена исследованию молекулярных механизмов транспорта нуклеокапсидного белка непатогенного вируса Проспект Хилл (PHV). Вирус Проспект Хилл относится к семейству Bunyaviridae, род Hantavirus. Хантавирусы используют внутриклеточные механизмы для доставки вирусной РНК и белков в место сборки вирионов. Несмотря на значимый прогресс в понимании механизмов репликации вируса PHV, значение внутриклеточного транспорта в вирусной репликации остается неизвестным.

Методами иммунофлуоресцентного анализа показано, что нуклеокапсидный белок ко-локализуется с белками ранних, поздних и рециркулирующих эндосом (Rab5, Rab7 и Rab11 соответственно). Иммуноблоттинг выявил снижение уровня нуклеокапсидного белка in vitro при подавлении эндосомального транспорта за счет экспрессии доминантно-негативных мутантных форм белков Rab5 и Rab11. На основе полученных результатов сделано заключение, что для репликации вируса PHV необходимо полноценное функционирование ранних, поздних и рециркулирующих эндосом. Полученные результаты имеют большое значение в понимании молекулярных и клеточных механизмов патогенеза хантавирусной инфекции.

Ключевые слова: рекомбинантный лентивирус, нуклеокапсидный белок, хантавирус, Проспект Хилл, PHV, Rab-белки, эндосомы


Литература

  1. Elliott R.M. Molecular biology of the Bunyaviridae // J. Gen. Virol. – 1990. – V. 71, No 3. – P. 501–522. – doi: 10.1099/0022-1317-71-3-501.
  2. Jonsson C.B., Figueiredo L.T., Vapalahti O. A global perspective on hantavirus ecology, epidemiology, and disease // Clin. Microbiol. Rev. – 2010. – V. 23, No 2. – P. 412–441. – doi: 10.1128/CMR.00062-09.
  3. Vaheri A., Strandin T., Hepojoki J., Sironen T., Henttonen H., Makela S., Mustonen J. Uncovering the mysteries of hantavirus infections // Nat. Rev. Microbiol. – 2013. – V. 11, No 8. – P. 539–550. – doi: 10.1038/nrmicro3066.
  4. Vapalahti O., Kallio-Kokko H., Narvanen A., Julkunen I., Lundkvist A., Plyusnin A., Lehvaslaiho H., Brummer-Korvenkontio M., Vaheri A., Lankinen H. Human B-cell epitopes of Puumala virus nucleocapsid protein, the major antigen in early serological response // J. Med. Virol. – 1995. – V. 46, No 4. – P. 293–303. – doi: 10.1002/jmv.1890460402.
  5. Ramanathan H.N., Jonsson C.B. New and Old World hantaviruses differentially utilize host cytoskeletal components during their life cycles // Virology. – 2008. – V. 374, No 1. – P. 138–150. – doi: 10.1016/j.virol.2007.12.030.
  6. Mellman I. Endocytosis and molecular sorting // Annu. Rev. Cell Dev. Biol. – 1996. – V. 12. – P. 575–625. – doi: 10.1146/annurev.cellbio.12.1.575.
  7. Stenmark H. Rab GTPases as coordinators of vesicle traffic // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. – 2009. – V. 10, No 8. – P. 513–525. – doi: 10.1038/nrm2728.
  8. Bucci C., Parton R.G., Mather I.H., Stunnenberg H., Simons K., Hoflack B., Zerial M. The small GTPase rab5 functions as a regulatory factor in the early endocytic pathway // Cell. – 1992. – V. 70, No 5. – P. 715–728. – doi: 10.1016/0092-8674(92)90306-W.
  9. Gorvel J.-P., Chavrier P., Zerial M., Gruenberg J. rab5 controls early endosome fusion in vitro // Cell. – 1991. – V.64, No 5. – P. 915–925. – doi: 10.1016/0092-8674(91)90316-Q.
  10. Rink J., Ghigo E., Kalaidzidis Y., Zerial M. Rab conversion as a mechanism of progression from early to late endosomes // Cell. – 2005. – V. 122, No 5. – P. 735–749. – doi: 10.1016/j.cell.2005.06.043.
  11. Ganley I.G., Carroll K., Bittova L., Pfeffer S. Rab9 GTPase regulates late endosome size and requires effector interaction for its stability // Mol. Biol. Cell. – 2004. – V. 15, No 12. – P. 5420–5430. – doi: 10.1091/mbc.E04-08-0747.
  12. Grant B.D., Donaldson J.G. Pathways and mechanisms of endocytic recycling // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. – 2009. – V.10, No 9. – P. 597–608. – doi: 10.1038/nrm2755.
  13. van Ijzendoorn S.C. Recycling endosomes // J. Cell Sci. – 2006. – V. 119, No 9. – P. 1679–1681. – doi: 10.1242/jcs.02948.
  14. Nielsen E., Severin F., Backer J.M., Hyman A.A., Zerial M. Rab5 regulates motility of early endosomes on microtubules // Nat. Cell Biol. – 1999. – V. 1, No 6. – P. 376–382. – doi: 10.1038/14075.
  15. Pal A., Severin F., Lommer B., Shevchenko A., Zerial M. Huntingtin-HAP40 complex is a novel Rab5 effector that regulates early endosome motility and is up-regulated in Huntington's disease // J. Cell Biol. – 2006. – V. 172, No 4. – P. 605–618. – doi: 10.1083/jcb.200509091.
  16. Vanlandingham P.A., Ceresa B.P. Rab7 regulates late endocytic trafficking downstream of multivesicular body biogenesis and cargo sequestration // J. Biol. Chem. – 2009. – V. 284, No 18. – P. 12110–12124. – doi: 10.1074/jbc.M809277200.
  17. Lombardi D., Soldati T., Riederer M.A., Goda Y., Zerial M., Pfeffer S.R. Rab9 functions in transport between late endosomes and the trans Golgi network // Eur. Mol. Biol. Organ. J. – 1993. – V. 12, No 2. – P. 677–682.
  18. Schmaljohn C.S., Nichol S.T. Bunyaviridae // Fields Virology / Ed. by D.M. Knipe, P.M. Howley, D.E. Griffin, R.A. Lamb, M.A. Martin, B. Roizman, S.E. Straus. –Philadelphia: Lippincott, Williams & Wilkins, 2007. – P. 1741–1789.
  19. Chen W., Feng Y., Chen D., Wandinger-Ness A. Rab11 is required for trans-golgi network-to-plasma membrane transport and a preferential target for GDP dissociation inhibitor // Mol. Biol. Cell. – 1998. – V. 9, No 11. – P. 3241–3257. – doi: 10.1091/mbc.9.11.3241.
  20. Ravkov E.V., Nichol S.T., Compans R.W. Polarized entry and release in epithelial cells of Black Creek Canal virus, a New World hantavirus // J. Virol. – 1997. – V. 71, No 2. – P. 1147–1154.
  21. Muyangwa M., Garanina E.E., Martynova E.V., Rizvanov A.A. Lentivirus expression of hantavirus nucleocapsid proteins // BioNanoScience. – 2016. – V. 6, No 4. – P. 403–406. – doi: 10.1007/s12668-016-0250-9.
  22. Ризванов А.А. Вирусные и невирусные методы введения в организм рекомбинантных нуклеиновых кислот: Дис. … д-ра биол. наук. – Казань, 2010. – 283 с.
  23. Townsley A.C., Weisberg A.S., Wagenaar T.R., Moss B. Vaccinia virus entry into cells via a low-pH-dependent endosomal pathway // J. Virol. – 2006. – V. 80, No 18. – P. 8899–8908. – doi: 10.1128/JVI.01053-06.
  24. Manna D., Aligo J., Xu C., Park W.S., Koc H., Heo W.D., Konan K.V. Endocytic Rab proteins are required for hepatitis C virus replication complex formation // Virology. – 2010. – V. 398, No 1. – P. 21–37. – doi: 10.1016/j.virol.2009.11.034.
  25. Engel S., Heger Т., Mancini R., Herzog F., Kartenbeck J., Hayer A., Helenius A. Role of endosomes in simian virus 40 entry and infection // J. Virol. – 2011. – V. 85, No 9. – P. 4198–4211. – doi: 10.1128/JVI.02179-10.
  26. Lozach P.Y., Mancini R., Bitto D., Meier R., Oestereich L., Overby A.K., Pettersson R.F., Helenius A. Entry of bunyaviruses into mammalian cells // Cell Host Microbe. – 2010. – V. 7, No 6. – P. 488–499. – doi: 10.1016/j.chom.2010.05.007.
  27. Rowe R.K., Suszko J.W., Pekosz A. Roles for the recycling endosome, Rab8, and Rab11 in hantavirus release from epithelial cells // Virology. – 2008. – V. 382, No 2. – P. 239–249. – doi: 10.1016/j.virol.2008.09.021.
  28. Sharma D.K., Choudhury A., Singh R.D., Wheatley C.L., Marks D.L., Pagano R.E. Glycosphingolipids internalized via caveolar-related endocytosis rapidly merge with the clathrin pathway in early endosomes and form microdomains for recycling // J. Biol. Chem. – 2003. – V. 278, No 9. – P. 7564–7572. – doi: 10.1074/jbc.M210457200.
  29. Choudhury A., Dominguez M., Puri V., Sharma D.K., Narita K., Wheatley C.L., Marks D.L., Pagano R.E. Rab proteins mediate Golgi transport of caveola-internalized glycosphingolipids and correct lipid trafficking in Niemann-Pick C cells // J. Clin. Invest. – 2002. – V. 109, No 12. – P. 1541–1550. – doi: 10.1172/JCI15420.
  30. Ren M., Xu G., Zeng J., De Lemos-Chiarandini C., Adesnik M., Sabatini D.D. Hydrolysis of GTP on rab11 is required for the direct delivery of transferrin from the pericentriolar recycling compartment to the cell surface but not from sorting endosomes // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. – 1998. – V. 95, No 11. – P. 6187–6192.
  31. Schlierf B., Fey G.H., Hauber J., Hocke G.M., Rosorius O. Rab11b is essential for recycling of transferrin to the plasma membrane // Exp. Cell Res. – 2000. – V. 259, No 1. – P. 257–265. – doi: 10.1006/excr.2000.4947.
  32. Apodaca G., Katz L.A., Mostov K.E. Receptor-mediated transcytosis of IgA in MDCK cells is via apical recycling endosomes // J. Cell Biol. – 1994. – V. 125, No 1. – P. 67–86. – doi: 10.1083/jcb.125.1.67.
  33. Jones J.C., Turpin E.A., Bultmann H., Brandt C.R., Schultz-Cherry S. Inhibition of influenza virus infection by a novel antiviral peptide that targets viral attachment to cells // J. Virol. – 2006. – V. 80, No 24. – P. 11960–11967. – doi: 10.1128/JVI.01678-06.

Поступила в редакцию

01.02.17


Муйангва Мусалва, аспирант кафедры биохимии и биотехнологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: musalwam@yahoo.co.uk

Гаранина Екатерина Евгеньевна, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник OpenLab «Генные и клеточные технологии» ИФМиБ

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: kathryn.cherenkova@gmail.com


Для цитирования: Муйангва М., Гаранина Е.Е. Нарушение эндосомального транспорта приводит к снижению синтеза нуклеокапсидного белка хантавируса Проспект Хилл in vitro // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2017. – Т. 159, кн. 1. – С. 58–71.

For citation: Muyangwa M., Garanina E.E. Inhibition of endosomal transport results in decreased synthesis of nucleocapsid protein of PHV virus. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2017, vol. 159, no. 1, pp. 58–71. (In Russian)


http://kpfu.ru/docs/F46869432187/img608337246.jpg

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.