The functional role of DRH-1 in RNAi directed viral immunity

DRH-1 在 RNAi 定向病毒免疫中的功能作用

基本信息

批准号：
8415513
负责人：
Rui Lu
金额：
$ 7.4万
依托单位：
LOUISIANA STATE UNIV A&M COL BATON ROUGE
依托单位国家：
美国
项目类别：
财政年份：
2012
资助国家：
美国
起止时间：
2012-02-01 至 2015-01-31
项目状态：
已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): RNA interference (RNAi), or RNA silencing, is a novel antiviral mechanism conserved in fungi, plants and invertebrates. RNAi directed viral immunity (RDVI) is a stepwise process that begins with the processing of viral replication intermediates (in the form of double stranded RNA (dsRNA)), into small interfering RNA (siRNA) duplexes by RNase III enzymes. These virus-derived siRNAs (viRNAs) will then be incorporated into an RNA induced silencing complex (RISC) and serve as sequence guide for target viral RNA selection. Within the RISC, an Argonaut (AGO) protein cleaves the viral RNAs selected by viRNAs. Increasing evidence suggests that putative RNA helicases also play important roles in RDVI across kingdoms. However, how these RNA helicases contribute to RDVI remains largely unclear. DRH-1 is a putative RNA helicase conserved in both the Caenorhabditis elegans (C .elegans) nematode and mammals. Previously, our studies have demonstrated that DRH-1 is required for RDVI but becomes dispensable when RNAi is triggered to target cellular transcripts. Because DRH-1 is known to function downstream of siRNA biogenesis, this finding suggests that DRH-1 discriminates invading viral RNAs from cellular transcripts in mediating RNA silencing if we can provide further evidence that siRNAs in cellular gene silencing can mediate efficient virus silencing in the presence of DRH-1. Interestingly, DRH-1 is not conserved in fungi, plants or insects but shares significant sequence identity with RIG-I, a mammalian cytosolic virus sensor. RIG-I discriminates invading viral RNAs from cellular transcripts thereby to induce interferon mediated antiviral innate immunity upon virus detection, our studies thus support a hypothesis that DRH-1 is a RIG-I function analog that discriminates between invading viral RNAs and cellular transcripts thereby to selectively mediate virus silencing irrespective of the origin of silencing siRNAs. To test this hypothesis here we propose to: (1) determine if DRH-1 discriminates replicating viruses from cellular transcripts in mediating RNA silencing regardless of the origin of silencing siRNAs (Specific Aim 1, Research Strategy section, page 4); (2) determine if DRH-1 discriminates between replicating and non-replicating viruses in mediating RNA silencing (Specific Aim 2, Research Strategy section, page 6). The proposed studies are expected to not only help define a functional role for DRH-1 in worm RDVI but also establish C. elegans as a genetic model for mechanistic studies of virus sensing by RIG-I like RNA helicases. Novel findings from the proposed studies may also shed light on some nematode-specific features of RDVI since DRH-1 is not conserved in fungi, plants or insects.

描述（由申请人提供）：RNA干扰（RNAi）或RNA沉默是真菌、植物和无脊椎动物中保守的新型抗病毒机制。 RNAi 定向病毒免疫 (RDVI) 是一个逐步过程，首先通过 RNase III 酶将病毒复制中间体（以双链 RNA (dsRNA) 形式）加工成小干扰 RNA (siRNA) 双链体。然后，这些病毒衍生的 siRNA (viRNA) 将被整合到 RNA 诱导沉默复合物 (RISC) 中，并作为目标病毒 RNA 选择的序列指南。在 RISC 内，Argonaut (AGO) 蛋白会裂解 viRNA 选择的病毒 RNA。越来越多的证据表明，假定的 RNA 解旋酶在各个王国的 RDVI 中也发挥着重要作用。然而，这些 RNA 解旋酶如何促进 RDVI 仍不清楚。 DRH-1 是一种假定的 RNA 解旋酶，在秀丽隐杆线虫 (C .elegans) 线虫和哺乳动物中均保守。此前，我们的研究表明，DRH-1 是 RDVI 所必需的，但当 RNAi 被触发以靶向细胞转录本时，DRH-1 就变得可有可无。由于已知 DRH-1 在 siRNA 生物发生的下游发挥作用，因此，如果我们能够提供进一步的证据表明细胞基因沉默中的 siRNA 可以在细胞基因沉默中介导有效的病毒沉默，那么这一发现表明，DRH-1 可以在介导 RNA 沉默的过程中区分细胞转录物中的入侵病毒 RNA。 DRH-1 的存在。有趣的是，DRH-1 在真菌、植物或昆虫中并不保守，但与哺乳动物胞质病毒传感器 RIG-I 具有显着的序列同一性。 RIG-I 区分入侵的病毒 RNA 和细胞转录本，从而在检测到病毒时诱导干扰素介导的抗病毒先天免疫，因此我们的研究支持这样的假设：DRH-1 是一种 RIG-I 功能类似物，可以区分入侵的病毒 RNA 和细胞转录本，从而选择性介导病毒沉默，无论沉默 siRNA 的来源如何。为了在这里检验这一假设，我们建议：（1）确定 DRH-1 在介导 RNA 沉默时是否区分复制病毒和细胞转录本，无论沉默 siRNA 的来源如何（具体目标 1，研究策略部分，第 4 页）； (2) 确定 DRH-1 在介导 RNA 沉默时是否区分复制病毒和非复制病毒（具体目标 2，研究策略部分，第 6 页）。拟议的研究预计不仅有助于确定 DRH-1 在蠕虫 RDVI 中的功能作用，而且还将建立秀丽隐杆线虫作为遗传模型，用于 RIG-I 样 RNA 解旋酶感知病毒的机制研究。由于 DRH-1 在真菌、植物或昆虫中并不保守，因此拟议研究的新发现也可能揭示 RDVI 的一些线虫特异性特征。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Homologous RIG-I-like helicase proteins direct RNAi-mediated antiviral immunity in C. elegans by distinct mechanisms.

同源 RIG-I 样解旋酶蛋白通过不同的机制指导秀丽隐杆线虫中 RNAi 介导的抗病毒免疫。

DOI：
发表时间：
2013-10-01
期刊：
影响因子：
11.1
作者：
Guo, Xunyang;Zhang, Rui;Wang, Jeffrey;Ding, Shou;Lu, Rui
通讯作者：
Lu, Rui

Suppression of RNAi by dsRNA-degrading RNaseIII enzymes of viruses in animals and plants.

通过动物和植物中病毒的 dsRNA 降解 RNaseIII 酶抑制 RNAi。

DOI：
发表时间：
2015-03
期刊：
影响因子：
6.7
作者：
Weinheimer, Isabel;Jiu, Yaming;Rajamäki, Minna;Matilainen, Olli;Kallijärvi, Jukka;Cuellar, Wilmer J;Lu, Rui;Saarma, Mart;Holmberg, Carina I;Jäntti, Jussi;Valkonen, Jari P T
通讯作者：
Valkonen, Jari P T

Antiviral RNA silencing initiated in the absence of RDE-4, a double-stranded RNA binding protein, in Caenorhabditis elegans.

在秀丽隐杆线虫中，抗病毒 RNA 沉默是在双链 RNA 结合蛋白 RDE-4 缺失的情况下启动的。