CRISPR-основанный скрининг факторов хозяина при вирусных инфекциях животных: от обнаружения мишеней к хост-направленным противовирусным стратегиям
Вирусные заболевания сельскохозяйственных животных и птицы наносят значительный экономический ущерб мировому животноводству и представляют собой постоянную зоонозную угрозу для общественного здоровья. Понимание молекулярных основ взаимодействия вируса с организмом хозяина является необходимым условием для раскрытия механизмов патогенеза и разработки эффективных стратегий контроля инфекций.
Как облигатные внутриклеточные паразиты, вирусы на протяжении всего репликативного цикла — от распознавания рецепторов и интернализации до репликации генома, трансляции вирусных белков, сборки и высвобождения дочерних вирионов — критически зависят от клеточных механизмов хозяина. Факторы хозяина, включая белки и некодирующие РНК, могут выполнять двоякую роль: одни способствуют вирусной инфекции (факторы зависимости), другие ограничивают репликацию вируса (факторы ограничения). Систематическая идентификация этих факторов является фундаментальной для понимания вирусного патогенеза и служит основой для разработки противовирусных стратегий широкого спектра действия, направленных на ключевые звенья взаимодействия вируса с клеткой-хозяином.
В последние годы полногеномный функциональный скрининг на основе технологии CRISPR/Cas9 утвердился в качестве мощного и объективного высокопроизводительного метода для выявления факторов зависимости и ограничения, связанных с организмом хозяина. Доступность библиотек направляющих РНК (sgРНК) для различных видов животных значительно расширила возможности применения этой технологии в ветеринарной вирусологии, позволив проводить систематический анализ на моделях, релевантных для сельскохозяйственных животных.
В настоящем обзоре систематизированы последние достижения в области CRISPR/Cas9-скрининга ключевых вирусных патогенов домашнего скота и птицы, включая вирус ящура (FMDV), кишечные коронавирусы свиней, вирус АЧС, вирус РРСС, вирус лейкоза птиц (ALV) и другие зоонозные патогены. Выделены критические факторы хозяина, вовлечённые в процессы проникновения вируса, его репликации и выхода из клетки.
На основе обобщённых данных идентифицированы консервативные сети межвирусной зависимости, общие для различных патогенов, включая:
- биосинтез сиаловой кислоты;
- эндосомально-лизосомальный транспорт;
- образование двухмембранных везикул;
- сигнальные пути интерферона.
Открытия углубляют понимание взаимодействия вируса с хозяином и создают основу для разработки противовирусных стратегий, ориентированных на факторы хозяина. Обсуждаются возможности применения геномных данных в сельском хозяйстве, включая создание хост-направленных препаратов и выведение устойчивых к заболеваниям животных методами геномного редактирования.
