Cientistas da Northwestern Medicine descobriram novos detalhes que explicam como os poxvírus manipulam as células hospedeiras para aumentar sua própria produção de proteínas, de acordo com um estudo publicado no Cell Reports .

Os poxvírus são uma família de grandes vírus de DNA de fita dupla, que incluem o vírus da varíola (varíola), o vírus da varíola dos macacos e outros, que infectam humanos e animais. Esses vírus são incomuns, pois se replicam inteiramente no citoplasma das células hospedeiras e formam grandes compartimentos de replicação cheios de DNA. Para escapar das vias de resposta antiviral em seu hospedeiro, o vírus codifica quase 100 proteínas imunomoduladoras à medida que se espalha.

Embora pesquisas anteriores do laboratório de Derek Walsh, Ph.D., professor de Microbiologia-Imunologia, tenham mostrado como os poxvírus codificam proteínas para combater as respostas imunológicas do hospedeiro, atualmente se sabe menos sobre como os vírus sequestram os ribossomos do hospedeiro para criar proteínas virais .

"Ribossomos são máquinas macromoleculares muito grandes que decodificam mRNA em proteína de forma muito rápida e precisa. Por muito tempo, eles foram vistos como uma espécie de 'máquinas idiotas de leitura de código' que não têm nenhuma função específica no controle da especificação translacional", disse Walsh, que foi o autor sênior do estudo atual.

"No entanto, está ficando claro que os ribossomos podem mudar em termos de estrutura e função, seja por meio de mudanças na composição de suas subunidades ou modificações pós-traducionais em proteínas de subunidades ribossômicas, ou uma combinação de ambas."

No estudo, os pesquisadores utilizaram proteômica quantitativa e microscopia crioeletrônica para rastrear proteínas de subunidade ribossômica (RPs) durante a infecção por poxvírus. Eles descobriram que os poxvírus não alteram a composição das proteínas de subunidade ribossômica (RPs). No entanto, a infecção modificou a estrutura molecular subjacente do ribossomo , levando ao aumento da tradução da proteína do poxvírus.

As triagens genéticas de knockout, juntamente com ensaios metabólicos, identificaram dois RPs principais — RACK1 e RPLP2 — como reguladores da tradução tardia do mRNA do poxvírus.

"Mostramos que a composição do RP não muda, mas a organização estrutural do domínio da cabeça 40S sim, impulsionada pela fosforilação de proteínas como RACK1", disse Walsh.

"Além disso, as triagens de knockout do CRISPR mostraram que, além do RACK1, outra proteína ribossômica, a RPLP2, também é importante. A RPLP2 é um componente de uma extensão incomum do ribossomo chamada P-stalk, e essa descoberta aumenta nossa compreensão de seu papel na tradução."

Juntas, as descobertas lançam nova luz sobre os mecanismos complexos pelos quais os poxvírus manipulam as células hospedeiras para aumentar sua própria produção de proteínas.

No futuro, o laboratório Walsh continuará estudando exatamente como o RPLP2 funciona para entender melhor como os poxvírus adaptam os ribossomos às suas próprias necessidades.

Natalia Khalatyan e Daphne Cornish, ambas alunas de doutorado no Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas de Driskill, foram coautoras do estudo.

"É incrivelmente fascinante que até as menores mudanças causem um impacto tão grande. Especialmente com algo como o ribossomo, que é frequentemente negligenciado", disse Khalatyan. "Os vírus são inteligentes, então ainda temos muito a aprender com eles quando se trata de nossa própria biologia."