JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Immunology and Infection

इन्फ्लुएंजा ए वायरस संक्रमण के दौरान प्रोटीन को छोड़ने वाले कैसपेस और उनके रूपांकनों की पहचान करना

Published: July 21st, 2022

DOI:

10.3791/64189

1Department of Microbiology and Immunology, University of Otago

इन्फ्लुएंजा ए वायरस (आईएवी) संक्रमण कैसपेस को सक्रिय करता है जो मेजबान और वायरल प्रोटीन को छोड़ देता है, जो बदले में, प्रो-और एंटीवायरल कार्य करता है। अवरोधकों, आरएनए हस्तक्षेप, साइट-निर्देशित म्यूटेनेसिस, और पश्चिमी सोख्ता और आरटी-क्यूपीसीआर तकनीकों को नियोजित करके, संक्रमित स्तनधारी कोशिकाओं में कैसपेस की पहचान की गई जो मेजबान कोर्टैक्टिन और हिस्टोन डेसेटाइलेज़ को छोड़ देते हैं।

कैसपेस, सिस्टीन प्रोटीज का एक परिवार, माइक्रोबियल संक्रमण सहित विभिन्न उत्तेजनाओं के जवाब में क्रमादेशित कोशिका मृत्यु का आयोजन करता है। प्रारंभ में एपोप्टोसिस द्वारा वर्णित, क्रमादेशित कोशिका मृत्यु को अब तीन परस्पर जुड़े मार्गों को शामिल करने के लिए जाना जाता है: पाइरोप्टोसिस, एपोप्टोसिस और नेक्रोप्टोसिस, एक साथ एक प्रक्रिया के रूप में गढ़ा गया, पीएनोप्टोसिस। ए वायरस (आईएवी) संक्रमण स्तनधारी कोशिकाओं में विभिन्न कैसपेस की सक्रियता को प्रेरित करके पीएनोपोसिस को प्रेरित करता है, जो बदले में, विभिन्न मेजबान के साथ-साथ वायरल प्रोटीन को छोड़ देता है, जिससे मेजबान जन्मजात एंटीवायरल प्रतिक्रिया की सक्रियता या विरोधी मेजबान प्रोटीन के क्षरण जैसी प्रक्रियाएं होती हैं। इस संबंध में, आईएवी संक्रमण के जवाब में पशु और मानव उपकला कोशिकाओं दोनों में मेजबान कोर्टैक्टिन, हिस्टोन डेसेटाइलेज़ 4 (एचडीएसी 4), और हिस्टोन डेसेटाइलेज़ 6 (एचडीएसी 6) के कैसपेस 3-मध्यस्थता दरार की खोज की गई है। इसे प्रदर्शित करने के लिए, अवरोधकों, आरएनए हस्तक्षेप और साइट-निर्देशित म्यूटेनेसिस को नियोजित किया गया था, और, बाद में, दरार या दरार के प्रतिरोध और कोर्टैक्टिन, एचडीएसी 4 और एचडीएसी 6 पॉलीपेप्टाइड्स की वसूली को पश्चिमी सोख्ता द्वारा मापा गया था। आरटी-क्यूपीसीआर के साथ संयोजन में ये विधियां, आईएवी या अन्य मानव और पशु वायरस के संक्रमण के दौरान कैसपेज़-मध्यस्थता दरार से गुजरने वाले मेजबान के साथ-साथ वायरल प्रोटीन की पहचान करने के लिए एक सरल लेकिन प्रभावी रणनीति बनाती हैं। वर्तमान प्रोटोकॉल इस रणनीति के प्रतिनिधि परिणामों को विस्तृत करता है, और इसे और अधिक प्रभावी बनाने के तरीकों पर भी चर्चा की जाती है।

इन्फ्लुएंजा ए वायरस (आईएवी) ऑर्थोमाइक्सोविरिडे परिवार का प्रोटोटाइप सदस्य है और इसे वैश्विक महामारी और अप्रत्याशित महामारी का कारण माना जाता है। आईएवी मानव श्वसन रोग, इन्फ्लूएंजा का कारण बनता है, जिसे आमतौर पर "फ्लू" के रूप में जाना जाता है। फ्लू एक तीव्र बीमारी है जिसके परिणामस्वरूप मेजबान समर्थक और विरोधी भड़काऊ जन्मजात प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं का प्रेरण होता है और मानव श्वसन पथ में उपकला कोशिकाओं की मृत्यु हो जाती है। दोनों प्रक्रियाएं प्रोग्राम्ड सेल डेथ1 नामक एक घटना द्वारा नियंत्रित होती हैं। प्रोग्राम्ड सेल डेथ के लिए सिग्नलिंग को प्रेरित किया जाता है जैसे ही विभिन्न रोगज़नक़ पहचान रिसेप्टर्स मेजबान कोशिकाओं में आने वाले वायरस क....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

आईएवी और स्तनधारी कोशिकाओं के साथ काम करने के लिए ओटागो संस्थागत जैविक सुरक्षा समिति विश्वविद्यालय से नियामक अनुमोदन प्राप्त किए गए थे। वर्तमान अध्ययन के लिए मैडिन-डार्बी कैनाइन किडनी (एमडीसीके) या ?.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

कैसपेज़ 3 अवरोधक के साथ उपचार
यह पता चला है कि मेजबान कोर्टैक्टिन, एचडीएसी 4, और एचडीएसी 6 पॉलीपेप्टाइड्स कैनाइन (एमडीसीके) और मानव (ए 549, एनएचबीई) कोशिकाओं 7,8,9 दोनों में आईए?.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

यह स्थापित किया गया है कि वायरस अपने लाभ के लिए मेजबान कारकों और मार्गों को तैयार करते हैं। बदले में, मेजबान कोशिकाएं विभिन्न रणनीतियों को नियोजित करके इसका विरोध करती हैं। उन रणनीतियों में से एक पीएन?.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

लेखक जेनिफर टिपर, बिलन ली, जेसी वैनवेस्ट्रिनेन, केविन हैरोड, दा-युआन चेन, फरजाना अहमद, सोन्या मोरोस, केनेथ यामादा, रिचर्ड वेबबी, बीईआई रिसोर्सेज (एनआईएआईडी), न्यूजीलैंड की स्वास्थ्य अनुसंधान परिषद, मौरिस और फिलिस पेकेल ट्रस्ट (न्यूजीलैंड), एचएस और जेसी एंडरसन ट्रस्ट (डुनेडिन), और माइक्रोबायोलॉजी और इम्यूनोलॉजी विभाग और बायोमेडिकल साइंसेज (ओटागो विश्वविद्यालय) को स्वीकार करते हैं।

....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NameCompanyCatalog NumberComments
A549 cellsATCCCRM-CCL-185Human, epithelial, lung
Ammonium chlorideSigma-AldrichA9434
Caspase 3 InhibitorSigma-Aldrich264156-MAlso known as 'InSolution Caspase-3 Inhibitor II - Calbiochem'
cOmplete, Mini Protease Inhibitor CocktailRoche11836153001
Goat anti-NP antibodyGift from Richard Webby (St Jude Children’s Research Hospital, Memphis, USA) to MH
Lipofectamine 2000 Transfection ReagentThermoFisher Scientific31985062
Lipofectamine RNAiMAX Transfection ReagentThermoFisher Scientific13778150
MDCK cellsATCCCCL-34Dog, epithelial, kidney
MG132Sigma-AldrichM7449
Minimum Essential Medium (MEM)ThermoFisher Scientific11095080Add L-glutamine, antibiotics or other supplements as required
MISSION siRNA Universal Negative Control #1Sigma-AldrichSIC001
Odyssey Fc imager with Image Studio Lite software 5.2 LI-COROdyssey Fc has been replaced with Odyssey XF and Image Studio Lite software has been replaced with Empiria Studio software.
Pierce BCA Protein Assay KitThermoFisher Scientific23225
Plasmid expressing human cortactin-GFP fusion Addgene50728Gift from Kenneth Yamada to Addgene
Pre-designed small interferring RNA (siRNA) to caspase 3Sigma-AldrichNM_004346siRNA ID: SASI_Hs01_00139105
Pre-designed small interferring RNA to caspase 6Sigma-AldrichNM_001226siRNA ID: SASI_Hs01_00019062
Pre-designed small interferring RNA to caspase 7Sigma-AldrichNM_001227siRNA ID: SASI_Hs01_00128361
Pre-designed SYBR Green RT-qPCR Primer pairsSigma-AldrichKSPQ12012Primer Pair IDs: H_CASP3_1; H_CASP6_1; H_CASP7_1
Protran Premium nitrocellulose membraneCytiva (Fomerly GE Healthcare)10600003
Rabbit anti-actin antibodyAbcamab8227
Rabbit anti-cortactin antibodyCell Signaling3502
Rabbit anti-GFP antibodyTakara632592
SeeBlue Pre-stained Protein StandardThermoFisher ScientificLC5625
Transfection medium, Opti-MEMThermoFisher Scientific11668019
Tris-HCl, NaCl, SDS, Sodium Deoxycholate, Triton X-100Merck
Trypsin, TPCK-TreatedSigma-Aldrich4370285

  1. Place, D. E., Lee, S., Kanneganti, T. -. D. PANoptosis in microbial infection. Current Opinion in Microbiology. 59, 42-49 (2021).
  2. Zheng, M., Kanneganti, T. -. D. The regulation of the ZBP1-NLRP3 inflammasome and its implications in pyroptosis, apoptosis, and necroptosis (PANoptosis). Immunological Reviews. 297 (1), 26-38 (2020).
  3. Connolly, P. F., Fearnhead, H. O. Viral hijacking of host caspases: An emerging category of pathogen-host interactions. Cell Death & Differentiation. 24 (8), 1401-1410 (2017).
  4. Julien, O., Wells, J. A. Caspases and their substrates. Cell Death & Differentiation. 24 (8), 1380-1389 (2017).
  5. Balachandran, S., Rall, G. F., Gack, M. U. Benefits and perils of necroptosis in influenza virus infection. Journal of Virology. 94 (9), 01101-01119 (2020).
  6. Ampomah, P. B., Lim, L. H. K. Influenza A virus-induced apoptosis and virus propagation. Apoptosis. 25 (1-2), 1-11 (2020).
  7. Chen, D. Y., Husain, M. Caspase-mediated degradation of host cortactin that promotes influenza A virus infection in epithelial cells. Virology. 497, 146-156 (2016).
  8. Galvin, H. D., Husain, M. Influenza A virus-induced host caspase and viral PA-X antagonize the antiviral host factor, histone deacetylase 4. Journal of Biological Chemistry. 294 (52), 20207-20221 (2019).
  9. Husain, M., Harrod, K. S. Influenza A virus-induced caspase-3 cleaves the histone deacetylase 6 in infected epithelial cells. FEBS Letters. 583 (15), 2517-2520 (2009).
  10. Husain, M., Cheung, C. Y. Histone deacetylase 6 inhibits influenza A virus release by downregulating the trafficking of viral components to the plasma membrane via its substrate, acetylated microtubules. Journal of Virology. 88 (19), 11229-11239 (2014).
  11. Chen, D. Y., Husain, M. Caspase-mediated cleavage of human cortactin during influenza A virus infection occurs in its actin-binding domains and is associated with released virus titres. Viruses. 12 (1), 87 (2020).
  12. Zhirnov, O. P., Syrtzev, V. V. Influenza virus pathogenicity is determined by caspase cleavage motifs located in the viral proteins. Journal of Molecular and Genetic Medicine. 3 (1), 124-132 (2009).
  13. Zhirnov, O. P., Klenk, H. -. D. Alterations in caspase cleavage motifs of NP and M2 proteins attenuate virulence of a highly pathogenic avian influenza virus. Virology. 394 (1), 57-63 (2009).
  14. Zhirnov, O. P., Konakova, T. E., Garten, W., Klenk, H. Caspase-dependent N-terminal cleavage of influenza virus nucleocapsid protein in infected cells. Journal of Virology. 73 (12), 10158-10163 (1999).
  15. Robinson, B. A., Van Winkle, J. A., McCune, B. T., Peters, A. M., Nice, T. J. Caspase-mediated cleavage of murine norovirus NS1/2 potentiates apoptosis and is required for persistent infection of intestinal epithelial cells. PLOS Pathogens. 15 (7), 1007940 (2019).
  16. Richard, A., Tulasne, D. Caspase cleavage of viral proteins, another way for viruses to make the best of apoptosis. Cell Death & Disease. 3 (3), 277 (2012).
  17. Brauer, R., Chen, P. Influenza virus propagation in embryonated chicken eggs. Journal of Visualized Experiments. (97), e52421 (2015).
  18. Lüthi, A. U., Martin, S. J. The CASBAH: A searchable database of caspase substrates. Cell Death & Differentiation. 14 (4), 641-650 (2007).
  19. Kumar, S., van Raam, B. J., Salvesen, G. S., Cieplak, P. Caspase cleavage sites in the human proteome: CaspDB, a database of predicted substrates. PLoS One. 9 (10), 110539 (2014).
  20. Igarashi, Y., et al. CutDB: A proteolytic event database. Nucleic Acids Research. 35 (Database issue). 35, 546-549 (2007).
  21. Crawford, E. D., et al. The DegraBase: A database of proteolysis in healthy and apoptotic human cells. Molecular & Cellular Proteomics. 12 (3), 813-824 (2013).
  22. Rawlings, N. D., Tolle, D. P., Barrett, A. J. MEROPS: The peptidase database. Nucleic Acids Research. 32, 160-164 (2004).
  23. Lange, P. F., Overall, C. M. TopFIND, a knowledgebase linking protein termini with function. Nature Methods. 8 (9), 703-704 (2011).
  24. Fortelny, N., Yang, S., Pavlidis, P., Lange, P. F., Overall, C. M. Proteome TopFIND 3.0 with TopFINDer and PathFINDer: Database and analysis tools for the association of protein termini to pre- and post-translational events. Nucleic Acids Research. 43, 290-297 (2015).

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved