Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự tắt gen CK2beta gia tăng khả năng nhạy cảm của tế bào đối với sự nhiễm virus cúm A, dẫn đến tăng tốc độ xâm nhập virus và nồng độ protein virus cao hơn
Tóm tắt
Virus cúm A (IVA) tận dụng các sản phẩm gen tế bào đa dạng để hỗ trợ sự sao chép của nó trong vật chủ. Ý nghĩa của tiểu đơn vị điều hòa (β) của casein kinase 2 (CK2β) trong các cơ chế tế bào khác nhau đã được xác lập rõ ràng, nhưng ít được biết đến về vai trò tiềm năng của nó trong sự sao chép của IVA. Chúng tôi đã nghiên cứu vai trò của CK2β trong các tế bào phổi biểu mô người A549 bị nhiễm IVA. Sự kích hoạt của CK2β đã được quan sát thấy trong các tế bào A549 trong quá trình virus bám vào và xâm nhập, nhưng dường như bị hạn chế khi sự sao chép bắt đầu. Chúng tôi đã sử dụng các RNA can thiệp nhỏ (siRNAs) nhắm mục tiêu vào mRNA CK2β để làm tắt biểu hiện protein CK2β trong các tế bào A549 mà không ảnh hưởng đến biểu hiện của tiểu đơn vị CK2α. Việc tắt gen CK2β dẫn đến tăng titer virus, phù hợp với việc ức chế CK2β trong quá trình sao chép IVA. Đáng chú ý, titer virus tăng đáng kể khi các tế bào đã chuyển giao siRNA CK2β được nhiễm ở một mức độ nhiễm thấp hơn. Titer virus cũng tăng ở các tế bào được điều trị bằng một chất ức chế CK2 cụ thể nhưng giảm ở các tế bào được điều trị bằng một chất kích thích CK2β. Sự vắng mặt của CK2β không làm suy giảm xuất khẩu hạt ribonucleoprotein virus (6 giờ và 8 giờ sau khi nhiễm) hoặc hoạt động polymerase virus (được phân tích trong một hệ thống minigenome). Việc nâng cao titer virus bởi siRNA CK2β phản ánh sự tăng cường khả năng nhạy cảm của tế bào đối với sự nhiễm virus cúm dẫn đến quá trình xâm nhập virus nhanh hơn và hàm lượng protein virus cao hơn. Nghiên cứu này chứng minh vai trò của protein CK2β tế bào trong sinh học virus. Kết quả của chúng tôi là những đầu tiên chứng minh mối liên kết chức năng giữa ức chế CK2β protein do siRNA và sự điều tiết quá trình sao chép virus cúm A trong các tế bào bị nhiễm. Nhìn chung, dữ liệu cho thấy rằng việc biểu hiện và kích hoạt CK2β ức chế sự sao chép virus cúm bằng cách điều chỉnh quá trình xâm nhập virus và tổng hợp protein virus.
Từ khóa
#virus cúm A #CK2β #tế bào phổi biểu mô #RNA can thiệp nhỏ #sao chép virus #khả năng nhạy cảmTài liệu tham khảo
Issinger OG: Casein kinases: pleiotropic mediators of cellular regulation. Pharmacol Ther 1993, 59:1–30.
Litchfield DW: Protein kinase CK2: structure, regulation and role in cellular decisions of life and death. Biochem J 2003, 369:1–15.
Litchfield DW, Luscher B: Casein kinase II in signal transduction and cell cycle regulation. Mol Cell Biochem 1993, 127–128:187–199.
Pinna LA: Casein kinase 2: an 'eminence grise' in cellular regulation? Biochim Biophys Acta 1990, 1054:267–284.
Tuazon PT, Traugh JA: Casein kinase I and II – multipotential serine protein kinases: structure, function, and regulation. Adv Second Messenger Phosphoprotein Res 1991, 23:123–164.
Buchou T, Vernet M, Blond O, Jensen HH, Pointu H, Olsen BB, Cochet C, Issinger OG, Boldyreff B: Disruption of the regulatory beta subunit of protein kinase CK2 in mice leads to a cell-autonomous defect and early embryonic lethality. Mol Cell Biol 2003, 23:908–915.
Hathaway GM, Zoller MJ, Traugh JA: Identification of the catalytic subunit of casein kinase II by affinity labeling with 5'-p-fluorosulfonylbenzoyl adenosine. J Biol Chem 1981, 256:11442–11446.
Meggio F, Pinna LA: One-thousand-and-one substrates of protein kinase CK2? Faseb J 2003, 17:349–368.
Tawfic S, Yu S, Wang H, Faust R, Davis A, Ahmed K: Protein kinase CK2 signal in neoplasia. Histol Histopathol 2001, 16:573–582.
Wang X, Johnsson N: Protein kinase CK2 phosphorylates Sec63p to stimulate the assembly of the endoplasmic reticulum protein translocation apparatus. J Cell Sci 2005, 118:723–732.
Meek DW, Simon S, Kikkawa U, Eckhart W: The p53 tumour suppressor protein is phosphorylated at serine 389 by casein kinase II. Embo J 1990, 9:3253–3260.
Russo GL, Vandenberg MT, Yu IJ, Bae YS, Franza BR Jr, Marshak DR: Casein kinase II phosphorylates p34cdc2 kinase in G1 phase of the HeLa cell division cycle. J Biol Chem 1992, 267:20317–20325.
O'Brien KA, Lemke SJ, Cocke KS, Rao RN, Beckmann RP: Casein kinase 2 binds to and phosphorylates BRCA1. Biochem Biophys Res Commun 1999, 260:658–664.
Lou DY, Dominguez I, Toselli P, Landesman-Bollag E, O'Brien C, Seldin DC: The Alpha Catalytic Subunit Of Protein Kinase CK2 Is Required For Mouse Embryonic Development. Mol Cell Biol 2007.
Xu X, Toselli PA, Russell LD, Seldin DC: Globozoospermia in mice lacking the casein kinase II alpha' catalytic subunit. Nat Genet 1999, 23:118–121.
Issinger OG, Brockel C, Boldyreff B, Pelton JT: Characterization of the alpha and beta subunits of casein kinase 2 by far-UV CD spectroscopy. Biochemistry 1992, 31:6098–6103.
Meggio F, Boldyreff B, Marin O, Pinna LA, Issinger OG: Role of the beta subunit of casein kinase-2 on the stability and specificity of the recombinant reconstituted holoenzyme. Eur J Biochem 1992, 204:293–297.
Birnbaum MJ, Wu J, O'Reilly DR, Rivera-Marrero CA, Hanna DE, Miller LK, Glover CV: Expression and purification of the alpha and beta subunits of Drosophila casein kinase II using a baculovirus vector. Protein Expr Purif 1992, 3:142–150.
Grankowski N, Boldyreff B, Issinger OG: Isolation and characterization of recombinant human casein kinase II subunits alpha and beta from bacteria. Eur J Biochem 1991, 198:25–30.
Jakobi R, Traugh JA: Characterization of the phosphotransferase domain of casein kinase II by site-directed mutagenesis and expression in Escherichia coli . J Biol Chem 1992, 267:23894–23902.
Bidwai AP, Reed JC, Glover CV: Phosphorylation of calmodulin by the catalytic subunit of casein kinase II is inhibited by the regulatory subunit. Arch Biochem Biophys 1993, 300:265–270.
Ackerman P, Osheroff N: Regulation of casein kinase II activity by epidermal growth factor in human A-431 carcinoma cells. J Biol Chem 1989, 264:11958–11965.
Agostinis P, Goris J, Pinna LA, Merlevede W: Regulation of casein kinase 2 by phosphorylation/dephosphorylation. Biochem J 1987, 248:785–789.
Arrigoni G, Pagano MA, Sarno S, Cesaro L, James P, Pinna LA: Mass spectrometry analysis of a protein kinase CK2beta subunit interactome isolated from mouse brain by affinity chromatography. J Proteome Res 2008, 7:990–1000.
Martin K, Helenius A: Transport of incoming influenza virus nucleocapsids into the nucleus. J Virol 1991, 65:232–244.
Ludwig S, Planz O, Pleschka S, Wolff T: Influenza-virus-induced signaling cascades: targets for antiviral therapy? Trends Mol Med 2003, 9:46–52.
Ludwig S, Pleschka S, Planz O, Wolff T: Ringing the alarm bells: signalling and apoptosis in influenza virus infected cells. Cell Microbiol 2006, 8:375–386.
Ludwig S, Pleschka S, Wolff T: A fatal relationship – influenza virus interactions with the host cell. Viral Immunol 1999, 12:175–196.
Pleschka S, Wolff T, Ehrhardt C, Hobom G, Planz O, Rapp UR, Ludwig S: Influenza virus propagation is impaired by inhibition of the Raf/MEK/ERK signalling cascade. Nat Cell Biol 2001, 3:301–305.
Sieczkarski SB, Brown HA, Whittaker GR: Role of protein kinase C betaII in influenza virus entry via late endosomes. J Virol 2003, 77:460–469.
Sieczkarski SB, Whittaker GR: Dissecting virus entry via endocytosis. J Gen Virol 2002, 83:1535–1545.
Marjuki H, Alam MI, Ehrhardt C, Wagner R, Planz O, Klenk HD, Ludwig S, Pleschka S: Membrane accumulation of influenza A virus hemagglutinin triggers nuclear export of the viral genome via protein kinase Calpha-mediated activation of ERK signaling. J Biol Chem 2006, 281:16707–16715.
Kistner O, Muller K, Scholtissek C: Differential phosphorylation of the nucleoprotein of influenza A viruses. J Gen Virol 1989,70(Pt 9):2421–2431.
Vogel U, Kunerl M, Scholtissek C: Influenza A virus late mRNAs are specifically retained in the nucleus in the presence of a methyltransferase or a protein kinase inhibitor. Virology 1994, 198:227–233.
Wurzer WJ, Ehrhardt C, Pleschka S, Berberich-Siebelt F, Wolff T, Walczak H, Planz O, Ludwig S: NF-kappaB-dependent induction of tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) and Fas/FasL is crucial for efficient influenza virus propagation. J Biol Chem 2004, 279:30931–30937.
Sanz-Ezquerro JJ, Fernandez Santaren J, Sierra T, Aragon T, Ortega J, Ortin J, Smith GL, Nieto A: The PA influenza virus polymerase subunit is a phosphorylated protein. J Gen Virol 1998,79(Pt 3):471–478.
Das T, Gupta AK, Sims PW, Gelfand CA, Jentoft JE, Banerjee AK: Role of cellular casein kinase II in the function of the phosphoprotein (P) subunit of RNA polymerase of vesicular stomatitis virus. J Biol Chem 1995, 270:24100–24107.
Gupta AK, Das T, Banerjee AK: Casein kinase II is the P protein phosphorylating cellular kinase associated with the ribonucleoprotein complex of purified vesicular stomatitis virus. J Gen Virol 1995,76(Pt 2):365–372.
Das T, Schuster A, Schneider-Schaulies S, Banerjee AK: Involvement of cellular casein kinase II in the phosphorylation of measles virus P protein: identification of phosphorylation sites. Virology 1995, 211:218–226.
Leroy D, Heriche JK, Filhol O, Chambaz EM, Cochet C: Binding of polyamines to an autonomous domain of the regulatory subunit of protein kinase CK2 induces a conformational change in the holoenzyme. A proposed role for the kinase stimulation. J Biol Chem 1997, 272:20820–20827.
Pagano MA, Meggio F, Ruzzene M, Andrzejewska M, Kazimierczuk Z, Pinna LA: 2-Dimethylamino-4,5,6,7-tetrabromo-1H-benzimidazole: a novel powerful and selective inhibitor of protein kinase CK2. Biochem Biophys Res Commun 2004, 321:1040–1044.
Marjuki H, Yen HL, Franks J, Webster RG, Pleschka S, Hoffmann E: Higher polymerase activity of a human influenza virus enhances activation of the hemagglutinin-induced Raf/MEK/ERK signal cascade. Virol J 2007, 4:134.
Sibille Y, Reynolds HY: Macrophages and polymorphonuclear neutrophils in lung defense and injury. Am Rev Respir Dis 1990, 141:471–501.
Ludwig S, Ehrhardt C, Neumeier ER, Kracht M, Rapp UR, Pleschka S: Influenza virus-induced AP-1-dependent gene expression requires activation of the JNK signaling pathway. J Biol Chem 2001, 276:10990–10998.
Salomon R, Staeheli P, Kochs G, Yen HL, Franks J, Rehg JE, Webster RG, Hoffmann E: Mx1 gene protects mice against the highly lethal human H5N1 influenza virus. Cell Cycle 2007, 6:2417–2421.
Pagano MA, Cesaro L, Meggio F, Pinna LA: Protein kinase CK2: a newcomer in the 'druggable kinome'. Biochem Soc Trans 2006, 34:1303–1306.
Ruzzene M, Penzo D, Pinna LA: Protein kinase CK2 inhibitor 4,5,6,7-tetrabromobenzotriazole (TBB) induces apoptosis and caspase-dependent degradation of haematopoietic lineage cell-specific protein 1 (HS1) in Jurkat cells. Biochem J 2002, 364:41–47.
Di Maira G, Salvi M, Arrigoni G, Marin O, Sarno S, Brustolon F, Pinna LA, Ruzzene M: Protein kinase CK2 phosphorylates and upregulates Akt/PKB. Cell Death Differ 2005, 12:668–677.
Olsen CW, Kehren JC, Dybdahl-Sissoko NR, Hinshaw VS: bcl-2 alters influenza virus yield, spread, and hemagglutinin glycosylation. J Virol 1996, 70:663–666.
Wurzer WJ, Planz O, Ehrhardt C, Giner M, Silberzahn T, Pleschka S, Ludwig S: Caspase 3 activation is essential for efficient influenza virus propagation. Embo J 2003, 22:2717–2728.
Hui EK, Nayak DP: Role of G protein and protein kinase signalling in influenza virus budding in MDCK cells. J Gen Virol 2002, 83:3055–3066.
Elton D, Simpson-Holley M, Archer K, Medcalf L, Hallam R, McCauley J, Digard P: Interaction of the influenza virus nucleoprotein with the cellular CRM1-mediated nuclear export pathway. J Virol 2001, 75:408–419.
Hinshaw VS, Olsen CW, Dybdahl-Sissoko N, Evans D: Apoptosis: a mechanism of cell killing by influenza A and B viruses. J Virol 1994, 68:3667–3673.
Privalsky ML, Penhoet EE: The structure and synthesis of influenza virus phosphoproteins. J Biol Chem 1981, 256:5368–5376.
Blom N, Sicheritz-Ponten T, Gupta R, Gammeltoft S, Brunak S: Prediction of post-translational glycosylation and phosphorylation of proteins from the amino acid sequence. Proteomics 2004, 4:1633–1649.
Marsh M, Pelchen-Matthews A: The endocytic pathway and virus entry. In Cellular receptors for animal viruses. Edited by: Wimmer E. Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY; 1994:215–240.
Marsh M, Helenius A: Virus entry into animal cells. Adv Virus Res 1989, 36:107–151.
Ehrhardt C, Marjuki H, Wolff T, Nurnberg B, Planz O, Pleschka S, Ludwig S: Bivalent role of the phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) during influenza virus infection and host cell defence. Cell Microbiol 2006, 8:1336–1348.
Hoffmann E, Krauss S, Perez D, Webby R, Webster RG: Eight-plasmid system for rapid generation of influenza virus vaccines. Vaccine 2002, 20:3165–3170.
Hoffmann E, Neumann G, Hobom G, Webster RG, Kawaoka Y: "Ambisense" approach for the generation of influenza A virus: vRNA and mRNA synthesis from one template. Virology 2000, 267:310–317.