바이러스 감염의 시각화를 위한 마커로서 UnaG를 발현하는 재조합 Saffold 바이러스의 생성

바이러스학 저널 20권, 논문 번호: 175(2023) 이 기사 인용

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Picornaviridae 계통의 Cardiovirus 속에 속하는 Saffold 바이러스(SAFV)는 어린이의 급성 호흡기 또는 위장 질환과 관련이 있습니다. 또한 급성 이완성 마비 및 무균성 수막염과 같은 심각한 질병을 일으키는 것으로 의심됩니다. 그러나 병원성 메커니즘에 대한 이해는 수명주기에 대해 알려지지 않은 것이 많기 때문에 여전히 제한적입니다. 예를 들어, 감염에 대한 세포 수용체는 아직 결정되지 않았습니다. SAFV에 대한 연구를 가속화하려면 체외 및 생체 내에서 SAFV 감염을 모니터링하는 시스템이 필요합니다.

우리는 일본 장어에서 추출한 새로운 형광 단백질인 녹색 형광 단백질(GFP) 또는 UnaG를 발현하는 재조합 SAFV를 생성했습니다. GFP 또는 UnaG 발현 SAFV에 감염된 HeLa 세포는 밝은 녹색 형광 신호를 나타내어 SAFV 감염을 편리하게 모니터링할 수 있습니다. 그러나 UnaG가 아닌 GFP의 발현은 SAFV 바이러스 게놈의 유전적 안정성의 차이로 인해 바이러스 계대 중에 빠르게 손실되었습니다. UnaG 유전자는 적어도 5번의 계대 배양 후에 바이러스 게놈에서 안정적으로 유지되었습니다.

배양된 세포의 SAFV 감염은 바이러스 게놈의 유전적 안정성 측면에서 GFP보다 우수한 UnaG 발현 SAFV를 사용하여 쉽게 모니터링할 수 있습니다. 이 바이러스는 SAFV 감염에 대한 다양한 세포의 감수성을 비교하고 높은 처리량 스크리닝에서 SAFV 감염에 대한 항바이러스제의 효과를 평가하는 등 SAFV 연구에 유용한 도구가 될 수 있습니다.

Saffold 바이러스(SAFV)는 Picornaviridae과의 Cardiovirus 속에 속하며, 포지티브 센스 단일 가닥 RNA 게놈을 갖는 작고 외피가 없는 정20면체 입자입니다. SAFV는 2007년 1981년 원인 불명의 발열을 보인 유아의 대변에서 최초의 인간 심장 바이러스로 발견되었습니다[1]. 그 이후로 급성 호흡기 질환이나 위장 질환을 앓고 있는 어린이에게서 SAFV가 검출된 사례가 보고되었습니다[2,3,4,5,6]. 또한 SAFV는 중증 질환(예: 급성 이완성 마비, 무균성 수막염, 심근염, 급성 췌장염 및 소뇌염) 환자의 샘플에서도 검출되었습니다[7,8,9,10,11]. 그러나 경증부터 중증까지 다양한 증상을 유발하는 SAFV의 병원성은 여전히 ​​불분명합니다. 시험관 내 및 생체 내에서 SAFV 복제를 편리하게 실시간 모니터링할 수 있는 녹색 형광 단백질(GFP)과 같은 리포터 유전자를 보유하는 재조합 SAFV의 사용은 SAFV 병원성 메커니즘을 밝히는 데 매우 유용할 것입니다.

SAFV 게놈은 긴 개방형 판독 프레임(ORF), 5' 및 3' 비번역 영역(UTR), 3' UTR에 있는 가변 길이의 폴리(A) 꼬리로 구성됩니다. ORF는 리더 단백질(L), 4개의 캡시드 단백질(VP1~VP4) 및 7개의 비구조 단백질(2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C 및 3D)을 암호화합니다[1]. 다중단백질은 ORF에서 번역된 후 3C 프로테아제에 의해 번역 후 성숙한 바이러스 단백질로 처리되는 반면, 다중단백질의 동시 번역 분리는 StopGo 모티프에서 발생합니다. 이 모티프는 StopGo 프로세스를 매개하는 올리고펩타이드 D(V/I) ExNPG|P(여기서 "|"는 2A와 2B 사이의 접합을 나타냄)이며[12, 13] SAFV의 2A/2B 접합에 보존됩니다. (DIETNPG|P) [14]. StopGo 프로세스는 "리보솜 건너뛰기" 또는 "Stop-Carry On"이라고도 하며 글리신과 프롤린 사이의 펩타이드 결합 형성을 방지하지만 번역을 계속할 수 있습니다.

역유전학을 사용하여 SAFV의 분자 병원성 연구를 발전시키기 위해 우리는 이전에 SAFV-3(JPN08-404 계통)의 감염성 cDNA 클론을 확립했습니다[8]. 본 연구에서는 이 cDNA 클론을 기반으로 StopGo 모티프를 사용하여 2A와 2B 사이에 삽입하여 살아있는 세포의 감염을 쉽게 감지하기 위해 리포터 유전자인 GFP 또는 UnaG를 발현하는 두 개의 재조합 SAFV를 생성했습니다. UnaG는 일본 장어에서 추출한 새로운 녹색 형광 단백질로[15], 139개 아미노산으로 GFP(239개 아미노산)에 비해 크기가 더 작습니다. 본 연구에서 우리는 UnaG가 바이러스 게놈의 게놈 안정성과 관련하여 GFP에 대한 SAFV 감염에 대한 우수한 마커임을 입증합니다. 우리는 SAFV 감염 연구 및 항바이러스 약물 스크리닝을 위한 UnaG 발현 SAFV의 유용성을 추가로 보여줍니다.