Resumen de El virus Sulfolobus Spindle-shaped virus 8 (SSV8) actúa como factor de estrés en Sulfolobus solfataricus P2 y regula al alza la producción de proteínas de choque térmico (HSP)
- español
Las proteínas de choque térmico (HSP) están presentes en organismos de Archaea, Bacteria y Eukarya y están altamente reguladas como respuesta al estrés por aumento en la temperatura.
Además, son responsables del plegamiento de proteínas sintetizadas y replegamiento de proteínas mal plegadas o desnaturalizadas teniendo así una función reguladora del equilibrio proteico en la célula. En el dominio Archaea estas chaperoninas se denominan grupo Archaeal II y se encuentran entre las proteínas expresadas con mayor abundancia en los sulfolobales.
Los complejos de HSP son estructuras octadecámeros de doble anillo no américo compuestas por uno o más subunidades: HSPalfa, HSPbeta y HSPgama. En condiciones de estrés por choque térmico, HSPalfa y HSPbeta son las principales subunidades implicadas en la formación y función del complejo.
En esta investigación se estudiaron las consecuencias del estrés por infección viral en organismos del género Sulfolobus, tomando como modelo hospedero a Sulfolobus Solfataricus P2 y el agente viral a Sulfolobus Spindle-Shape Virus 8 SSV8 (a.k.a SSVRH), buscando determinar si la expresión de HSP está regulada por la infección por SSV. Usando métodos en rtqPCR, electroforesis en gel y cuantificación de proteínas (ensayo de Bradford). Los datos indican que bajo una temperatura de crecimiento óptima fisiológica de 76 ° C, la expresión tanto de HSPalfa como de HSPbeta fue similar; sin embargo, en condiciones de choque térmico (85 ° C durante 30 min), se observó expresión de HSPbeta a concentraciones más altas que HSPalfa y el control fisiológico HSPbeta (76 ° C). A 76 ° C y 24 horas después de la infección (HPI) con SSV8, se observó que ambas subunidades de HSP estaban en una concentración intracelular más baja que los controles no infectados.
Después de 48 HPI con SSV8 a 76 ° C, la expresión de ambos subtipos de HSP fue equivalente a los controles no infectados a la misma temperatura fisiológica. Teniendo en cuenta que hay menos células vivas en un momento determinado después de la infección (frente a los controles no infectados), la concentración de HSP equivalente sugiere que hay una regulación positiva de la expresión de HSP durante la infección a 76 ° C, destacando una ratio alta de los genes de HSPbeta sobre HSPalfa.
En base a estos resultados reportados por primera vez, está claro que la cepa de Sulfolobus solfataricus P2 responde a la infección por SSV8 regulando al alza la expresión de HSP tanto en condiciones fisiológicas como de choque térmico.
En general, estos datos sugieren que las chaperoninas del grupo II y los complejos HSP desempeñan un papel en la dinámica de la infección del huésped SSV. La caída repentina en la expresión de HSP al principio de la dinámica de la infección sugiere que los recursos metabólicos del huésped se han redirigido; sin embargo, más adelante en el ciclo de la infección, la expresión de HSP celular se recupera.
Queda por examinar si los complejos de HSP protegen las proteínas nativas durante la infección por SSV o ayudan en el plegamiento de las proteínas virales. Por lo anterior, se puede también sugerir que el incremento de HSP ante la infección por SSV es la respuesta al aumento de proteínas virales en el citoplasma de Sulfolobus las cuales podrían llegar a ser identificadas como un posible exceso proteico de la célula activando así la función proteico-reguladora de las HSP para mantener el equilibrio de proteínas del hospedador, aunque esto debe ser objeto de investigaciones subsecuentes.
- English
Heat shock proteins (HSPs) are present in Archaea, Bacteria and Eukarya organisms and are highly regulated in response to stress due to temperature increase. In addition, they are responsible for the folding of synthesized proteins and refolding of misfolded or denatured proteins thus having a regulatory function of protein balance in the cell. In the Archaea domain these chaperonins are called Archaeal group II and are among the most abundant expressed proteins in sulfolobales.
HSP complexes are non-americ double stranded octadecameric structures composed of one or more subunits: HSPα, HSPβ and HSPγ. Under heat shock stress conditions, HSPα and HSPβ are the main subunits involved in complex formation and function.
In this research we studied the consequences of stress by viral infection in organisms of the genus Sulfolobus, taking Sulfolobus Solfataricus strain P2 as host model and Sulfolobus SpindleShape Virus 8 SSV8 (a.k.a SSVRH) as the viral agent, seeking to determine whether HSP expression is regulated by SSV infection. Using methods in rt-qPCR, gel electrophoresis and protein quantification (Bradford assay). The data indicate that under physiological optimal growth temperature of 76 °C, expression of both HSPα and HSPβ was similar; however, under heat shock conditions (85 °C for 30 min), HSPβ expression was observed at higher concentrations than HSPα and physiological control HSPβ (76 °C). At 76 °C and 24 h post infection (HPI) with SSV8, both HSP subunits were observed to be at a lower intracellular concentration than uninfected controls.
After 48 HPI with SSV8 at 76 °C, the expression of both HSP subtypes was equivalent to uninfected controls at the same physiological temperature. Considering that there are fewer live cells at a certain time after infection (vs. uninfected controls), the equivalent HSP concentration suggests that there is a positive regulation of HSP expression during infection at 76 ° C, emphasizing a high ratio of HSPβ over HSPα genes.
Based on these first reported results, Sulfolobus solfataricus strain P2 responds to SSV8 infection by up-regulating HSP expression under both physiological and heat shock conditions.
Overall, these data suggest that group II chaperonins and HSP complexes have a role in the dynamics of host SSV infection. The sudden drop in HSP expression at the beginning of infection dynamics suggests that host metabolic resources have been redirected; however, further along in the infection cycle, cellular HSP expression recovers.
It remains to be examined whether HSP complexes protect native proteins during SSV infection or assist in the folding of viral proteins. Therefore, it can also be suggested that the increase in HSPs after SSV infection is the response to the increase of viral proteins in the Sulfolobus cytoplasm, which could be identified as a possible excess of cell proteins, thus activating the protein regulatory function of HSPs to maintain the protein balance of the host, although this should be the subject of further investigations.
