바이러스 언코팅 조절인자로서 인터페론 반응 조절 단백질 STING의 기능 연구

Abstract

바이러스 감염주기에서 바이러스의 유전체가 바이러스 캡시드 내부에서 숙주세포로 전달되는 것은 매우 중요한 과정이며 이 과정을 바이러스 언코팅 과정이라고 부른다. 이 언코팅 과정이 잘 이루어지지 않으면 바이러스 유전자들의 발현이 정상적으로 이루어지지 않게 되고 그 결과 후손 바이러스 생산이 저해된다. 따라서 바이러스 언코팅 과정에 대해 잘 이해하고 있다면, 바이러스 감염예방법을 개발하는 과정에 좋은 정보가 될 것이다. 우리 연구실에서 허피스바이러스에서 인터페론 반응조절 단백질인 STING(Stimulator of interferon gene)이 허피스바이러스 감염 초기 단계에서 허피스바이러스의 언코팅 과정을 조절하는 조절인자라는 것을 규명하였다. 일반적으로 STING은 세포에 이중가닥 DNA 자극이 왔을 경우 인터페론 반응을 조절하는 항 바이러스성 단백질로 잘 알려져 있으나, STING이 바이러스 감염 초기에는 친 바이러스성을 보인다는 연구결과보고도 있었다. 우리 연구실에서는 STING의 이 친 바이러스성이 바이러스 언코팅 과정을 조절함으로서 이루어질 수 있다는 것을 보였고 언코팅 조절인자로서 STING은 새로운 발견이었다. 그렇기 때문에 STING의 언코팅 조절인자로서 기능이 다른 바이러스 감염상황에서도 일어나는 지 확인해보고자 했고, 여러 가지 바이러스들 중에서 세계적으로 만성감염으로 문제를 일으키고 있는 바이러스인 인간면역결핍바이러스(human immunodeficiency virus, HIV)와 인간 B형 간염바이러스(human hepatitis B virus, HBV)에서 STING이 언코팅 과정 조절인자로서 기능할 수 있는지 확인해보았다. 연구결과 HIV에서는 STING이 낙아웃되어도 HIV의 감염성과 HIV 상보적DNA의 핵 침입과정에서 차이를 보이지 않았고, HBV에서도 HBV 초기 감염 상황에서 HBV 유전자 발현양과 HBV DNA의 핵 침입과정에서 유의미한 차이를 보이지 않았다. 따라서 STING의 바이러스 언코팅 과정을 조절하는 조절인자로서 친 바이러스성은 HIV와 HBV 감염 상황에서는 보이지 않는다는 것을 본 연구를 통해 밝혔다. 이 연구결과를 바탕으로 바이러스 언코팅 과정 조절인자로서 STING의 범용성에 대한 평가를 할 수 있을 것이고, 이를 바탕으로 바이러스 감염예방법을 개발하는 것에 참고할 수 있는 정보가 될 것이다.

In the virus infection cycle, the process by which the genome of the virus is transferred from the viral capsid to the host cell is a very important process, and this process is called virus uncoating. If this uncoating process is not performed well, the expression of viral genes is not normally performed, and as a result, the production of progeny virus is inhibited. Therefore, if we understand the virus uncoating process well, we can get good information to prevent virus infection. Our laboratory previously discovered that the interferon response modulator protein STING (Stimulator of interferon gene) is a uncoating regulating factor in the early stages of herpesvirus infection. In general, STING is well known as an antiviral protein that modulates the interferon response when double-stranded DNA stimulation comes, but some studies have also reported that STING shows proviral function in the early stages of viral infection. Our laboratory showed that this proviral function of STING is achieved by regulating the virus uncoating process, and this was a new discovery, so we wanted to check whether STING's uncoating regulator function also occurs in other viral infections. Among several viruses I chose the human immunodeficiency virus (HIV) and the human hepatitis B virus (HBV), which are globally causing chronic infection problems, to checked if STING can function as regulator of the uncoating process. As a result of this study, in the case of HIV, when STING was knocked out, there was no difference in the HIV infectivity and the nuclear invasion process of the HIV complementary DNA, and also in the case of HBV, when STING was knocked out, there was no significant difference in the amount of HBV gene expression and the nuclear invasion process of the HBV genome in the initial infection situation. Therefore, we revealed that proviral function of STING as an uncoating regulator is not seen in HIV and HBV infections. Based on the results of this study, it will be possible to evaluate the versatility of STING as a regulator of the virus uncoating process and will be information that can be used to develop a method for preventing virus infection.