Блог

May 27, 2023

Вирус синдрома белых пятен (WSSV) модулирует липидный обмен у белых креветок.

Том коммуникативной биологии

Биология связи, том 6, Номер статьи: 546 (2023) Цитировать эту статью

477 Доступов

5 Альтметрика

Подробности о метриках

В дополнение к эффекту Варбурга, который увеличивает доступность энергии и биосинтетических строительных блоков у креветок, инфицированных WSSV, WSSV также индуцирует как липолиз на стадии репликации вирусного генома (12 hpi), чтобы обеспечить материал и энергию для репликации вируса, так и липогенез. на поздней стадии вируса (24 hpi) для завершения морфогенеза вируса путем поставки определенных видов длинноцепочечных жирных кислот (LCFA). Здесь мы также показываем, что WSSV вызывает уменьшение количества липидных капель (LD) в гемоцитах на стадии репликации вирусного генома и увеличение LD в ядрах инфицированных WSSV гемоцитов на поздней стадии вируса. В гепатопанкреасе инфекция WSSV запускает липолиз, что приводит к высвобождению жирных кислот в гемолимфу. Эксперимент по ингибированию β-окисления показывает, что жирные кислоты, образующиеся в результате липолиза, индуцированного WSSV, могут быть перенаправлены на β-окисление для производства энергии. На поздней стадии вируса инфекция WSSV приводит к липогенезу как в желудке, так и в гепатопанкреасе, что позволяет предположить, что жирные кислоты на этой стадии очень востребованы для морфогенеза вирионов. Наши результаты показывают, что WSSV модулирует липидный обмен конкретно на разных стадиях, чтобы облегчить его репликацию.

Вызывая метаболическое перепрограммирование, раковые клетки способны удовлетворить свои потребности в метаболических промежуточных продуктах и ​​энергии1,2,3. Впоследствии, чтобы способствовать быстрому росту и пролиферации раковых клеток, генерируются биомолекулы, такие как нуклеиновые кислоты, белки и липиды4. Важной частью этого метаболического перепрограммирования является изменение липидного метаболизма, которое наблюдается во многих различных типах раковых клеток5,6. Липиды универсальны, и в раковых клетках они могут играть несколько ролей. Так, например, жирные кислоты (ЖК) в раковых клетках могут использоваться для построения биологической мембраны во время пролиферации раковых клеток7,8. Ферменты, участвующие в окислении жирных кислот (ФАО), также часто сверхэкспрессируются в раковых клетках для обеспечения производства энергии и НАДФН9,10. Модификация белка липидными фрагментами также связана с метаболизмом рака11,12.

Поскольку липиды активно участвуют во многих биологических процессах в раковой клетке, они также участвуют в различных механизмах репликации вируса, от проникновения до высвобождения13,14. Перепрограммирование липидного обмена обнаружено у нескольких вирусов, вызывающих эффект Варбурга: герпесвируса саркомы Капоши (KSHV)15, вируса гепатита С (HCV)16 и вируса папилломы человека (ВПЧ)17. Изменяя липидный профиль хозяина, вирус денге (DENV) вызывает изменение мембраны, тем самым способствуя репликации вируса и защищая вирус от механизмов противовирусной защиты18. DENV также использует белок липидных капель AUP1 для инициации липофагии, которая, в свою очередь, генерирует фосфолипиды для облегчения репликации вируса19. Белок тегумента KSHV воздействует на липидные плоты мембраны клетки-хозяина, чтобы облегчить высвобождение вирусных частиц20, тогда как белок HCV, называемый NS5A, способствует увеличению размера липидных капель и способствует процессу морфогенеза HCV21. Между тем, у вирусов с оболочкой липиды мембраны клетки-хозяина обычно адаптируются для использования в качестве внешней оболочки вируса22. Все эти примеры демонстрируют, как модификация или изменение липидного метаболизма вирусом необходима для облегчения образования инфекционных частиц вириона.

Было показано, что, как и другие вирусы, смертельный вирус креветок, называемый вирусом синдрома белых пятен (WSSV), изменяет популяцию и состав различных видов жирных кислот во время инфекции: на стадии репликации вирусного генома (12 hpi) WSSV индуцирует липолиз, при котором жирные кислоты подвергаются β-окислению для выработки энергии и биомолекул, тогда как на поздней стадии (24 hpi) WSSV усиливает экспрессию синтазы жирных кислот (FAS) для поддержки липогенеза, что приводит к выработке больших количеств жирных кислот. для морфогенеза вирионов23. В настоящем исследовании мы дополнительно изучаем механизмы этих изменений липидного обмена у креветок, инфицированных WSSV. Сначала мы использовали флуоресцентное окрашивание, чтобы исследовать локализацию липидных капель в инфицированных гемоцитах на разных стадиях репликации вируса. Затем мы измеряем активность липазы, ключевого фермента липолиза, и отслеживаем ее влияние на количество жирных кислот в тканях креветок. Чтобы исследовать, как β-окисление влияет на выработку энергии и морфогенез вирионов, мы затем использовали Этомоксир, ингибитор CPT1, для блокирования β-окисления у креветок, инфицированных WSSV. Наконец, мы блокируем как β-окисление, так и синтез жирных кислот у инфицированных креветок и наблюдаем, как это влияет на виды длинноцепочечных жирных кислот (LCFA) в тканях креветок.