アヒル天狗ウイルスNS3と相互作用する宿主タンパク質のスクリーニングとその特異的相互作用ドメインの同定

Screening of Duck Tembusu Virus NS3 Interacting Host Proteins and Identification of Its Specific Interplay Domains.

• Yawen Wang
• Shuai Zhang
• Yi Tang
• Youxiang Diao

抄録

NS3タンパク質は、アヒルテンブウイルス（DTMUV）の非構造タンパク質の一種であり、それぞれセリンプロテアーゼ活性、ヌクレオチド三リン酸分解酵素活性、RNAヘリカーゼ活性を有する3つのドメインを含む。このウイルスは、ウイルスのライフサイクルや宿主免疫応答の制御に関わる様々な生物学的機能を有しています。酵母２ハイブリットシステムに基づき、pGBKT7-NS3ベイトプラスミドをY2H Goldに形質転換することに成功し、自己活性化や毒性がないことを証明するための試験を行い、アヒル胚線維芽細胞cDNAライブラリーの餌となる酵母株とハイブリダイズさせてスクリーニングを行った。高ストリンジェンシー選択の後、国立生物工学情報センターのデータベースとのポジティブアラインメントにより、9つの潜在的な相互作用タンパク質が明らかになった。MGST1、ERCC4、WIF1、WDR75、ACBD3、PRDX1、RPS7、ND5、およびLDHAである。その中で最も興味深いもの（PRDX1）は、完全長NS3タンパク質とその3つのドメインS7/DEXDc/HELICcを用いて、酵母退行検証とGST Pull-Downアッセイを用いて検証した。その結果、PRDX1はNS3のHELICcドメインと実際に相互作用していることが明らかになった。NS3はウイルス複製のRNAアンコイリング過程に関与しており、DTMUV攻撃時にはミトコンドリア過負荷を起こして酸化ストレス（OS）を発生させている可能性がある。我々は、HELICcドメイン結合パートナーPRDX1がOSを回避するためにp38/ミトゲン活性化プロテインキナーゼ経路（p38/MAPK）を制御し、アポトーシスを引き起こし、ウイルスが宿主の免疫応答から逃れることを可能にしていることを推論した。

NS3 protein is a member of the non-structural protein of duck Tembusu virus (DTMUV), which contains three domains, each of which has serine protease, nucleotide triphosphatase, and RNA helicase activities, respectively. It performs a variety of biological functions that are involved in the regulation of the viral life cycle and host immune response. Based on the yeast two-hybrid system, we successfully transformed pGBKT7-NS3 bait plasmid into Y2H Gold, tested it to prove that it has no self-activation and toxicity, and then hybridized it with the prey yeast strain of the duck embryo fibroblast cDNA library for screening. After high-stringency selection, positive alignment with the National Center for Biotechnology Information database revealed nine potential interactive proteins: MGST1, ERCC4, WIF1, WDR75, ACBD3, PRDX1, RPS7, ND5, and LDHA. The most interesting one (PRDX1) was selected to be verified with full-length NS3 protein and its three domains S7/DEXDc/HELICc using yeast regressive verification and GST Pull-Down assay. It denoted that PRDX1 does indeed interact with HELICc domains of NS3. NS3 is involved in the RNA uncoiling process of viral replication, which may cause mitochondrial overload to create oxidative stress (OS) during DTMUV attack. We deduced that the HELICc domain binding partner PRDX1, which regulates the p38/mitogen-activated protein kinase pathway (p38/MAPK) to avert OS, causing apoptosis, making it possible for viruses to escape host immune responses.