Молекулярная биология, 2022, T. 56, № 3, стр. 503-509

Экспрессия белка LAMP1 человека повышает продукцию вирусов SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2 в трансгенных клеточных линиях на основе Vero

А. А. Дольский a, И. В. Грищенко a, С. А. Боднев a, А. А. Назаренко a, А. М. Смирнова a, А. К. Матвеева a, Л. Е. Булычев a, А. С. Овчинникова a, Т. В. Трегубчак a, А. В. Зайковская a, И. Р. Иматдинов a, О. В. Пьянков a, Е. В. Гаврилова a, Р. А. Максютов a, Д. В. Юдкин a*

a Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии “Вектор” Роспотребнадзора, Центр геномных исследований мирового уровня по обеспечению биологической безопасности и технологической независимости в рамках Федеральной научно-технической программы развития генетических технологий
630559 Новосибирская область, Кольцово, Россия

* E-mail: yudkin_dv@vector.nsc.ru

Поступила в редакцию 22.11.2021
После доработки 13.12.2021
Принята к публикации 13.12.2021

Аннотация

Coronaviridae ‒ семейство вирусов с одноцепочечной РНК (оцРНК). Некоторые из них вызывают серьезные инфекционные заболевания у человека. Например, коронавирус-1 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-1) и коронавирус ближневосточного респираторного синдрома (MERS-CoV) стали причиной вспышек с высокими показателями смертности в 2002‒2003 гг. и 2012 году соответственно. Новая коронавирусная инфекция, COVID-19, вызванная вирусом SARS-CoV-2, появилась в 2019 году в городе Ухань (Китай) и уже привела более чем к 5 млн смертей по всему миру. Проникновение SARS-CoV-2 внутрь клетки происходит за счет взаимодействия вирусного белка шипа (S) с белком на поверхности клетки ‒ ангиотензинконвертирующим ферментом-2 (ACE2). В инфицированных клетках сборка вируса происходит в эндосомах, отделяющихся от аппарата Гольджи. Высвобождаются вирусные частицы посредством экзоцитоза. Одним из возможных участников этого процесса считается ассоциированный с лизосомами мембранный белок-1 (LAMP1). Нами созданы трансгенные клеточные линии на основе клеток Vero с повышенной экспрессией гена LAMP1 человека, проанализирована их чувствительность к заражению и репликативная активность SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2. Обнаружено повышение продукции обоих вирусов в трансгенных клетках по сравнению с исходной клеточной культурой, особенно при заражении клеток в присутствии трипсина. На основании полученных данных можно предположить, что LAMP1 способствует репликации SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2 за счет усиления экзоцитоза.

Ключевые слова: SARS-CoV-1, SARS-CoV-2, LAMP1, COVID-19, Vero, трансгенные клетки

Список литературы

  1. Cui J., Li F., Shi Z.L. (2019) Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat. Rev. Microbiol. 17, 181–192.

  2. De Wit E., Van Doremalen N., Falzarano D., Munster V.J. (2016) SARS and MERS: recent insights into emerging coronaviruses. Nat. Rev. Microbiol. 14, 523–534.

  3. Wu D., Wu T., Liu Q., Yang Z. (2020) The SARS-CoV-2 outbreak: what we know. Int. J. Infect. Dis. 94, 44–48.

  4. Chen Y., Liu Q., Guo D. (2020) Emerging coronaviruses: genome structure, replication, and pathogenesis. J. Med. Virol. 92, 418–423.

  5. Wan Y., Shang J., Graham R., Baric R.S., Li F. (2020) Receptor recognition by the novel coronavirus from Wuhan: an analysis based on decade-long structural studies of SARS coronavirus. J. Virol. 94, e00127-20.

  6. Gierer S., Bertram S., Kaup F., Wrensch F., Heurich A., Kramer-Kuhl A., Welsch K., Winkler M., Meyer B., Drosten C., Dittmer U., von Hahn T., Simmons G., Hofmann H., Pohlmann S. (2013) The spike protein of the emerging Betacoronavirus EMC uses a novel coronavirus receptor for entry, can be activated by TMPRSS2, and is targeted by neutralizing antibodies. J. Virol. 87, 5502–5511.

  7. Hoffmann M., Kleine-Weber H., Schroeder S., Krü-ger N., Herrler T., Erichsen S., Schiergens T.S., Herrler G., Wu N.H., Nitsche A., Müller M.A., Drosten C., Pöhlmann S. (2020) SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell. 181, 271‒280.e8.

  8. Tai W., He L., Zhang X., Pu J., Voronin D., Jiang S. Zhou Y., Du L.(2020) Characterization of the receptor-binding domain (RBD) of 2019 novel coronavirus: implication for development of RBD protein as a viral attachment inhibitor and vaccine. Cell. Mol. Immunol. 17, 613–620.

  9. Millet J.K., Whittaker G.R. (2012) Host cell proteases: critical determinants of coronavirus tropism and pathogenesis. Virus Res. 202, 120–134.

  10. Desmyter J., Melnick J.L., Rawls W.E. (1968) Defectiveness of interferon production and of rubella virus interference in a line of African green monkey kidney cells (Vero). J. Virol. 2, 955–961.

  11. Mossel E.C., Huang C., Narayanan K., Makino S., Tesh R.B., Peters C.J. (2005) Exogenous ACE2 expression allows refractory cell lines to support severe acute respiratory syndrome coronavirus replication. J. Virol. 79, 3846–3850.

  12. Keyaerts E., Vijgen L., Maes P., Neyts J., Van Ranst M. (2005) Growth kinetics of SARS-coronavirus in Vero E6 cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 329, 1147–1151.

  13. Qinfen Z., Jinming C., Xiaojun H., Huanying Z., Jicheng H., Ling F., Kunpeng L., Jingqiang Z. (2004) The life cycle of SARS coronavirus in Vero E6 cells. J. Med. Virol. 73, 332–337.

  14. Gunalan V., Mirazimi A., Tan Y.J. (2011) A putative diacidic motif in the SARS-CoV ORF6 protein influences its subcellular localization and suppression of expression of co-transfected expression constructs. BMC Res. Notes. 4, 446.

  15. Yogalingam G., Bonten E.J., van de Vlekkert D., Hu H., Moshiach S., Connell S.A., D’Azzo A. (2008) Neu-raminidase 1 is a negative regulator of lysosomal exocytosis. Dev. Cell. 15, 74–86.

  16. Jae L.T., Raaben M., Herbert A.S., Kuehne A.I., Wirchnianski A.S., Soh T.K., Stubbs S.H., Janssen H., Damme M., Saftig P., Whelan S.P., Dye J.M., Brummelkamp T.R. (2014) Lassa virus entry requires a trigger-induced receptor switch. Science. 344, 1506–1510.

  17. Chang S., Chen W., Yang J. (2009) Another formula for calculating the gene change rate in real-time RT-PCR. Mol. Biol. Rep. 36, 2165–2168.

  18. Osada N., Kohara A., Yamaji T., Hirayama N., Kasai F., Sekizuka T. Kuroda M., Hanada K. (2014) The genome landscape of the african green monkey kidney-derived Vero cell line. DNA Res. 21, 673–683.

  19. Simmons G., Rennekamp A.J., Bates P. (2006) Proteolysis of SARS-associated coronavirus spike glycoprotein. Adv. Exp. Med. Biol. 581, 235–240. https://doi.org/10.1007/978-0-387-33012-9_39

  20. Harcourt J., Tamin A., Lu X., Kamili S., Sakthivel S.K., Murray J. Queen K., Tao Y., Paden C.R., Zhang J., Li Y., Uehara A., Wang H., Goldsmith C., Bullock H.A., Wang L., Whitaker B., Lynch B., Gautam R., Schindewolf C., Lokugamage K.G., Scharton D., Plante J.A., Mirchandani D., Widen S.G., Narayanan K., Makino S., Ksiazek T.G., Plante, K.S., Weaver S.C., Lindstrom S., Tong S., Menachery V.D., Thornburg N.J. (2020) Isolation and characterization of SARS-CoV-2 from the first US COVID-19 patient. bioRxiv. 2020.03.02.972935. https://doi.org/10.1101/2020.03.02.972935

  21. Lokugamage K.G., Hage A., de Vries M., Valero-Jimenez A.M., Schindewolf C., Dittmann M. Rajsbaum R., M., Menachery V.D. (2020) Type I interferon susceptibility distinguishes SARS-CoV-2 from SARS-CoV. J. Virol. 94(23), e01410-20.

  22. Xia S., Lan Q., Su S., Wang X., Xu W., Liu Z., Zhu Y., Wang Q., Lu L., Jiang S. (2020) The role of furin clea-vage site in SARS-CoV-2 spike protein-mediated membrane fusion in the presence or absence of trypsin. Signal Transduct. Target. Ther. 5, 92. https://doi.org/10.1038/s41392-020-0184-0

  23. Hulseberg C.E., Fénéant L., Szymańska K.M., White J.M. (2018) Lamp1 increases the efficiency of Lassa virus infection by promoting fusion in less acidic endosomal compartments. mBio. 9(1), e01818-17. https://doi.org/10.1128/mBio.01818-17

Дополнительные материалы отсутствуют.