Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nauki przyrodnicze

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

"Nożyce genetyczne" zaprzęgnięte do walki z SARS-CoV-2

"Nożyce genetyczne" zaprzęgnięte do walki z SARS-CoV-2

Badacze z Małopolskiego Centrum Biotechnologii przeanalizowali infekcję wirusem SARS-CoV-2 przy użyciu tzw. "nożyc genetycznych", czyli systemu CRISPR-Cas9. Uzyskane wyniki, które zostały opublikowane w "Cells" dostarczają nowych interesujących informacji na temat replikacji wirusa. O szczegółach pisze Aleksandra Synowiec z Virogenetics - laboratorium wirusologii w MCB.

Wirusologia podczas pandemii COVID-19 stała się jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin, a wyniki badań mają bezpośrednie przełożenie na sytuację pandemiczną. Poznanie molekularnych mechanizmów infekcji, czyli odpowiedź na pytanie: „Jak wirus SARS-CoV-2 zakaża nasze komórki i jak wywołuje chorobę?”, jest pierwszym krokiem do stworzenia skutecznych leków i strategii terapeutycznych. 

W opublikowanej pracy przy użyciu zaawansowanych metod biologii molekularnej oraz analizy bioinformatycznej, zidentyfikowno nowe czynniki komórkowe, które są potrzebne wirusowi do infekcji. W badaniach została zastosowana metoda CRISPR/Cas9 knock-out screening, która opiera się na technologii CRISPR/Cas9 bazującej na systemie obrony przed mobilnymi elementami genetycznymi u bakterii. Jest to system, w którym białka Cas w połączeniu z krótkimi fragmentami RNA (gRNA; guide RNA) przecinają znajdujące się w komórce sekwencje DNA. Przeniesienie tego systemu obronnego do komórek eukariotycznych (czyli na przykład komórek ludzkich) umożliwia efektywną edycję genów. Technologia ta została wykorzystana do stworzeniu biblioteki knock-out CRISPR/Cas9, w której umieszczono gRNA, które są w stanie „wyłączyć” praktycznie wszystkie znane geny w komórkach ludzkich. Jest to potężne narzędzie umożliwiające identyfikację m.in. interakcji pomiędzy wirusem a komórką.  

W ramach opublikowanej pracy przeprowadzono badania w zmodyfikowanej linii komórkowej HeLa, która jest powszechnie używanym modelem do analizy infekcji wirusem SARS-CoV-2. W opisywanych w wynikach udało się zidentyfikować 178 genów, następnie, dokładniejsze analizy pozwoliły wyodrębnić 5 czynników EPGN, USP17, MACF1, PCDHGA1 oraz GAGE1, które wpływają na znaczne ograniczenie (lub opóźnienie w czasie) replikacji wirusa. Ciekawym przykładem jest zidentyfikowane białko MACF1 (ang. microtubule-actin crosslinking factor 1), które bierze udział w wielu procesach oraz ścieżkach sygnałowych związanych z polaryzacją komórki oraz transportem wewnątrzkomórkowym. To białko jest interesujące również z tego względu, że jest zaangażowane w ścieżkę sygnałową Wnt/β-katenin, której rozregulowanie jest obserwowane podczas stanu zapalnego oraz tzw. „sztormu cytokinowego” u pacjentów chorych na COVID-19. Innym interesującym zidentyfikowanym białkiem jest białko EPGN, które jest ligandem dla receptora EGFR pełniącego kluczową rolę m.in. w różnicowaniu komórek. Zostało wykazane, że receptor EGFR jest zaangażowany w replikację SARS-CoV-2.

Aleksandra Synowiec
Małopolskie Centrum Biotechnologii

 

 

Artykuł ukazał się w czasopiśmie "Cells" - Synowiec, A.; Jedrysik, M.; Branicki, W.; Klajmon, A.; Lei, J.; Owczarek, K.; Suo, C.; Szczepanski, A.; Wang, J.; Zhang, P.; Labaj, P.P.; Pyrc, K. Identification of Cellular Factors Required for SARS-CoV-2 Replication. Cells 2021, 10, 3159, https://doi.org/10.3390/cells10113159.

 

Polecamy również
Wymieranie dinozaurów – nowe odkrycia naukowców
Wymieranie dinozaurów – nowe odkrycia naukowców
Tydzień Noblowski 2021 - komentarze
Tydzień Noblowski 2021 - komentarze