OMIM Entry – * 609631-DExD / h-BOX HELICASE 58; DDX58

TEXT

ddx58 is een RNA helicase die behoort tot de dode/H-box familie. Leden van de DEAD/h box familie hebben diverse rollen in het reguleren van genexpressie en cellulaire processen (Imaizumi et al., 2002).

gebruikmakend van subtractieve hybridisatie om lipopolysaccharide (LPS)-induceerbare genen in endotheelcellen te identificeren, gevolgd door ras, Imaizumi et al. (2002) isoleerde een cDNA-codering DDX58, die ze RIGI noemden. Imaizumi et al. (2002) merkte op dat RIGI in 1997 was geà dentificeerd als een retinoic zuur-induceerbaar gen in een promyelocytic leukemie cellijn (GenBank AF038963). Het voorspelde 925-aminozuurproteïne heeft een berekende molecuulmassa van 101 kD en behoort tot de familie van de dode / h-box. RIGI bevat een gxgkt-motief, wat suggereert dat het een RNA-helicase is. Noordelijke vlek analyse van endothelial cellen ontdekt een 3.0-kb transcript pas na LPS stimulatie.

Yoneyama et al. (2004) merkte op dat RIGI 2 kopieën heeft van een caspase recruitment domain (CARD) op zijn N terminus naast zijn C-terminale helicase domein.

Gross (2012) bracht het ddx58-gen in kaart met chromosoom 9p21.1 op basis van een uitlijning van de ddx58-sequentie (GenBank AF038963) met de genomische sequentie (GRCh37).

met subtractieve hybridisatie, Imaizumi et al. (2002) toonde aan dat LPS-gestimuleerde endotheelcellen Rigi en COX2 (PTSG2; 600262) tot expressie brachten. Noordelijke vlek, Westelijke vlek, en RT-PCR analyses toonden aan dat RIGI mRNA en proteã ne in endothelial cellen slechts na LPS stimulatie op een concentratie-afhankelijke manier werden uitgedrukt. Overexpressie van RIGI selectief upregulated expressie van COX2 mRNA en eiwit in transfected blaaskanker cellen en geïnduceerde COX2 promotor activiteit in endotheelcellen.

door RT-PCR-en Western blot-analyse, Imaizumi et al. (2004) toonde aan dat gamma-interferon (IFNG; 147570)-gestimuleerde navelslagader gladde spiercellen (SMCs) uitgedrukt RIGI mRNA en eiwit. Immunohistochemische en confocale microscopie analyses door Imaizumi et al. (2004) aangetoond cytoplasmatische expressie van RIGI in SMCs in vivo. Verdere immunoblot en microscopische analyses gaven aan dat IFNG expressie van RIGI in navelstrengen stimuleerde. RIGI expressie werd ook gedetecteerd in normale menselijke pulmonale endotheelcellen.

Cui et al. (2004) ontdekte RIGI-uitdrukking in een IFNG-gestimuleerde cellijn van borstkanker. Overexpressie van RIGI upregulated expressie van ISG15 (g1p2; 147571).

Yoneyama et al. (2004) toonde aan dat double-stranded RNA (dsRNA) RIGI uitdrukking op een ATPase-afhankelijke manier veroorzaakte en verhoogde productie van type I interferon (b.v., IFNB; 147640). Een afgeknotte vorm van RIGI zonder helicase domein maar met de tandem kaart motieven transduced signalen die leiden tot activering van IRF3 (603734) en NFKB (zie 164011). Met behulp van RNA-interferentie, Yoneyama et al. (2004) vond dat RIGI essentieel was voor virus-geïnduceerde expressie van IRF3. Zij concludeerden dat RIGI essentieel is voor de detectie en uitroeiing van replicerende virale genomen.

met behulp van een hepatitis C-virus (HCV; zie 609532) cellijn met repliconexpressie, Breiman et al. (2005) toonde aan dat de HCV NS3/4A protease de ifnb-productie verstoorde in zowel TRIF (TICAM1; 607601)-afhankelijke als TRIF-onafhankelijke routes. Zij toonden aan dat de aantasting van de TRIF-onafhankelijke route het gevolg was van remming van RIGI-gemedieerde activatie van de ifnb-promotor door NS3/4A. Breiman et al. (2005) stelde voor dat RIGI een belangrijke factor is in de TRIF-onafhankelijke, NS3/4A-gevoelige route van IFNB-activering.

Li et al. (2005) vond dat hepatomacellen geen Toll-like receptor-3 (TLR3; 603029)-afhankelijke ifnb-activering in reactie op een dsRNA-analoog, poly(I-C), terwijl nietneoplastische hepatocyten robuuste TLR3-afhankelijke ifnb-expressie vertoonden in reactie op poly(I-C). In tegenstelling tot poly(I-C) produceerden zowel hepatoom als normale hepatocytcellijnen IFNB als reactie op het Sendai-virus op een TLR3-onafhankelijke, RIGI-afhankelijke manier. Het tot zwijgen brengen van RIGI-expressie verstoorde de respons op het Sendai-virus, maar niet op poly(I-C). Li et al. (2005) concludeerde dat hepatocytes 2 verschillende antivirale signalerende wegen bevatten die tot type I interferonuitdrukking leiden, één afhankelijk van TLR3 en andere afhankelijk van RIGI.

Hornung et al. (2006) toonde aan dat het 5-prime-trifosfaat einde van RNA dat door virale polymerases wordt gegenereerd verantwoordelijk is voor RIGI-gemedieerde detectie van RNA-moleculen. De detectie van 5-prime-trifosfaat-RNA wordt ingetrokken door afdekking van het 5-prime-trifosfaat-uiteinde of door nucleoside-modificatie van RNA, beide optredend tijdens POSTTRANSCRIPTIONELE RNA-verwerking in eukaryoten. Genomisch RNA bereid uit een negatief-streng RNA-virus en RNA bereid uit met een virus geïnfecteerde cellen (maar niet uit niet-geïnfecteerde cellen) veroorzaakten een krachtige interferon-alfa (zie IFNA; 147660) respons op een fosfatase-gevoelige manier. Vijf-prime-trifosfaat-RNA bindt direct aan RIGI. Aldus, dient het ongecapped 5-prime-trifosfaatrna (genoemd 3pRNA) huidig in virussen gekend om door RIGI te worden erkend, maar afwezig in virussen gekend om door MDA5 (606951), zoals picornaviruses worden ontdekt, als moleculaire handtekening voor de opsporing van virale besmetting door RIGI.

Pichlmair et al. (2006) toonde aan dat influenza A-virusinfectie geen dsRNA genereert en dat RIGI wordt geactiveerd door viraal genomisch single-stranded RNA (ssRNA) met 5-prime-fosfaten. Dit wordt geblokkeerd door het influenzaeiwit niet-gestructureerd eiwit 1 (NS1), dat in een complex met RIGI in geïnfecteerde cellen wordt gevonden. Pichlmair et al. (2006) concludeerde dat deze resultaten RIGI identificeerden als een ssRNA-sensor en potentieel doel van virale immune ontduiking en suggereerde dat zijn capaciteit om 5-prime-phosphorylated RNA te voelen geëvolueerd in het ingeboren immuunsysteem als middel om tussen zelf en nietself te onderscheiden.

Gack et al. (2007) rapporteerde dat de N-terminale caspase-wervingsdomeinen (CARDs) van RIGI robuuste ubiquitinatie ondergaan die wordt geïnduceerd door TRIM25 (600453) in zoogdiercellen. Het C-terminal SPRY domein van TRIM25 interageert met de N-terminal kaarten van RIGI; deze interactie levert effectief de lys63-gekoppelde ubiquitin deel aan de N-terminal kaarten van RIGI, resulterend in een duidelijke toename van Rigi downstream signaalactiviteit. Het lys172-residu van RIGI is cruciaal voor efficiënte TRIM25-gemedieerde ubiquitinatie en voor Mavs (609676) binding, evenals het vermogen van RIGI om antivirale signaaltransductie te induceren. Gen targeting toonde aan dat TRIM25 niet alleen essentieel is voor RIGI-ubiquitinatie, maar ook voor RIGI-gemedieerde interferon-bèta-productie en antivirale activiteit als reactie op RNA-virusinfectie. Dus, Gack et al. (2007) toonde aan dat TRIM25 E3 ubiquitin ligase lys63-verbonden ubiquitination van RIGI induceert, die voor de cytosolic RIGI signalerende weg cruciaal is om gastheer antiviral aangeboren immuniteit op te wekken.

met behulp van yeast 2-hybrid analysis, Arimoto et al. (2007) geà soleerde RNF125 (610432) als ubiquitin-als proteã ne met E3-ligase activiteit die met het E2 enzym UBCH8 (UBE2L6; 603890) in wisselwerking stond. Daarnaast vonden ze dat RIGI interactie had met UBCH8 en RNF125. De interactie van RIGI met RNF125 vereiste het KAARTDOMEIN en de C-terminal regio van RIGI. Downregulation van RNF125 door klein interfererend RNA verminderde de niveaus van RIGI en verhinderde RIGI polyubiquitination. De verandering van cys72 en cys75 van RNF125 aan ala beëindigde zijn capaciteit om RIGI ubiquitination te bemiddelen. IFNA upregulated expressie van RNF125, UBCH5 (UBE2D1; 602961) en RIGI. Arimoto et al. (2007) concludeerde dat rnf125 ubiquitinatiefunctie als een negatieve reguleringsroute voor de productie van IFN dient.

Saito et al. (2007) vond dat RIGI en LGP2 (608588), maar niet MDA5, efficiënt HCV RNA gebonden IFNB expressie verlenen. Na HCV-infectie en RNA – binding, verplaatste RIGI zich van een monomeer naar een zelfassocierend eiwit dat ook via zijn KAARTDOMEIN met IPS1 (hisppd2a; 610979) interageerde om IRF3-en nfkb-responsieve genen te signaleren. Mutatieanalyse toonde aan dat een RIGI C-terminal repressor domain (RD) vereist was voor RIGI multimerisatie en IPS1 interactie. Schrapping van het RD resulteerde in constitutieve signalering aan de ifnb-promotor, terwijl expressie van het RD alleen het signaleren verhinderde en de cellulaire permissiviteit aan HCV verhoogde. Saito et al. (2007) identificeerde een analoog oo in LGP2 dat in trans met RIGI interageerde om zelfassociatie en signalering af te schaffen. Zij concludeerden dat RIGI een pathogeenherkenningsreceptor voor HCV is en dat zijn RD een belangrijke modulator is van gastheerafweer die HCV-infectie en productie controleert. Saito et al. (2007) stelde voor dat modulatie van Rigi/lgp2 interactiedynamiek therapeutische implicaties voor immuunregulatie kan hebben.

door RT-PCR -, Western blot-en fluorescentiemicroscopieanalyses, Zhang et al. (2008) gedetecteerd verhoogde expressie van RIGI in menselijke en muis myeloïde leukemie cellen op retinoic zuur-geïnduceerde terminale granulocytic differentiatie, wat suggereert dat RIGI expressie wordt ontwikkeld samen met myeloïde differentiatie. Muizen zonder Rigi ontwikkelden progressieve granulocytose en chronische myeloïde leukemie (zie CML; 608232). De progressieve granulopoëse werd geassocieerd met verminderde expressie van Icsbp1 (601565). Zhang et al. (2008) concludeerde dat RIGI een kritische regulerende rol heeft in het moduleren van de generatie en differentiatie van granulocyten.

RIGI is een cytosolisch multidomaïne-eiwit dat viraal RNA detecteert en een antivirale immuunrespons uitlokt. Twee n-terminale kaartdomeinen zenden het signaal over, en het regelgevende domein verhindert het signaleren in de afwezigheid van viraal RNA. Vijf-prime-trifosfaat en dsRNA zijn 2 moleculaire patronen die RIGI toelaten om pathogeen van zelf-RNA te onderscheiden. Met behulp van single-molecule eiwit-geïnduceerde fluorescentieverhoging, Myong et al. (2009) ontdekte een robuuste adenosine 5-prime trifosfaat-aangedreven dsRNA translocatie activiteit van RIGI. De kaarten onderdrukken dramatisch de translocatie in de afwezigheid van 5-prime-trifosfaat, en de activering door 5-prime-trifosfaat triggers RIGI om bij voorkeur te transloceren op dsRNA in cis. Myong et al. (2009) concludeerde dat deze functionele integratie van 2 RNA moleculaire patronen een middel kan bieden om replicerende virussen specifiek te detecteren en tegen te gaan.

Oshiumi et al. (2010) verklaarde dat RIPLET (RNF135; 611358) lys63-gelinkte polyubiquitinatie van het RIGI C-terminal repressor domein en N-terminal kaarten bemiddelt. Zij vonden dat fibroblasten, macrofagen, en dendritische cellen van Riplet -/- muizen gebrekkig voor productie van IFN en andere cytokines in reactie op besmetting met virussen van RNA, maar niet virussen van DNA waren. Het ontbreken van Riplet schafte Rigi-activering tijdens RNA – virusinfectie af, en Riplet – / – muizen waren gevoeliger voor infectie met het vesiculaire stomatitis-virus. Oshiumi et al. (2010) concludeerde dat RIPLET essentieel is voor het reguleren van de RIGI-gemedieerde aangeboren immuunrespons tegen RNA-virusinfectie in vivo.

Kok et al. (2011) merkte op dat RIGI structurele gelijkenis met DICER (606241) deelt, een nuclease van het RNase III-type die interferentie van RNA bemiddelt en dsRNA-bindende partners, zoals PACT (PRKRA; 603424), voor optimale activiteit vereist. Zij toonden aan dat PACT fysiek gebonden aan de C-terminal repressie domein van RIGI en stimuleerde RIGI-geïnduceerde type I IFN productie. PACT versterkte RIGI-activering door poly (I: C) en hielp antivirale reacties ondersteunen. Kok et al. (2011) concludeerde dat PACT een belangrijke rol speelt bij het initiëren en ondersteunen van RIGI-afhankelijke antivirale reacties.

Goubau et al. (2014) toonde aan dat RIGI, gecodeerd door DDX58, antivirale reacties op RNAs bearing 5-prime-difosfaten (5-prime-pp) evenals die bearing 5-prime-trifosfaten (5-prime-ppp) bemiddelt. Genomen van zoogdierreovirussen met 5-prime-pp termini, 5-prime-pp RNA geïsoleerd uit gist l-a virus, en base-gepaarde 5-prime-pp RNAs gemaakt door in vitro transcriptie of chemische synthese binden allen aan RIGI en dienen als RIGI agonisten. Voorts is een RIGI-afhankelijke reactie op 5-prime-PP RNA essentieel voor het controleren van reovirus besmetting in gekweekte cellen en in muizen. Goubau et al. (2014) concludeerde dat de minimale determinant voor RIGI erkenning een base-gepaarde RNA met 5-prime-pp is. Dergelijke RNAs worden gevonden in sommige virussen maar niet in niet-geïnfecteerde cellen, die erop wijzen dat de erkenning van 5-prime-pp RNA, zoals dat van 5-prime-PPP RNA, als een krachtig middel van zelf/niet-zelfdiscriminatie door het ingeboren immuunsysteem fungeert.

mutaties in TDP43 (TARDBP; 605078), waaronder ala315-to-thr (A315T; 605078.0009), zijn een zeldzame oorzaak van amyotrofe laterale sclerose (ALS10; 612069). Nochtans, is de pathologie van TDP43, die een RNA-Bindende ribonucleaire proteã ne codeert betrokken bij de verwerking van RNA, gemeenschappelijk aan meer dan 95% van ALS gevallen. Transgene tdp43 a315t muizen ontwikkelen leeftijdsafhankelijke motorneurondegeneratie en dienen als model voor ALS. Met behulp van het vertalen van ribosoom affiniteit zuivering en microarray analyse, MacNair et al. (2016) vond dat verscheidene mRNAs abnormaal geregeld in 10-maand-oude symptomatische tdp43 a315t muizen vergeleken met wildtype controles en 5-maand-oude presymptomatische tdp32 a315t muizen. Onder de misreguleerde mRNAs was Ddx58, die werd upregulated over 2-voudig in gemuteerde muizen. Immunohistochemische analyse toonde abnormaal verhoogde ddx58 expressie in cytoplasma van motorneuronen in 10 maanden oude tdp43 a315t muizen. De expressie van menselijke DDX58 werd ook upregulated in motorneuronen en omringende gliacellen in spinale koorden van sporadische en familiale als-patiënten. De immunoprecipitatieanalyse van RNA toonde aan dat Ddx58 een direct doel van Tdp43 in transfected cellen van het muizenneuroblastoom was.

kristalstructuur

om de synergie tussen de helicase en het repressordomein voor RNA-binding te begrijpen, en de bijdrage van ATP-hydrolyse aan RIGI-activering, Jiang et al. (2011) bepaald de structuur van het humane RIGI helicase repressor domein in complex met dsRNA en een ATP analoog. Het domein van de helicasepressie organiseert in een ring rond dsRNA, afdekkend één eind, terwijl het contacteren van beide bundels gebruikend eerder niet gekarakteriseerde motieven om dsRNA te erkennen. Small-angle X-ray verstrooiing, beperkte proteolyse, en differentiële aftasten fluorimetrie aangegeven dat RIGI is in een uitgebreide en flexibele bouw die compacts op binding RNA. Deze resultaten leverden een gedetailleerd beeld op van de rol van helicase in dsRNA-herkenning, de synergie tussen het repressordomein en de helicase voor RNA-binding, en de organisatie van aan dsRNA gebonden RIGI over de volledige lengte, en leverden bewijs op van een conformationele verandering bij RNA-binding. De RIGI helicase repressor domeinstructuur is consistent met dsRNA translocatie zonder af te wikkelen en coöperatieve binding aan RNA. De structuur leverde een ongekend inzicht in aangeboren immuniteit op en had een bredere impact op andere gebieden van biologie, met inbegrip van de interferentie van RNA en de reparatie van DNA, die homologe helicasedomeinen met DICER (606241) en FANCM (609644) gebruiken.

Peisley et al. (2014) rapporteerde de kristalstructuur van het tetrameer van humaan RIGI tandem caspase activering en rekrutering domein (2CARD) gebonden door 3 ketens van lys63-gebonden diubiquitin (K63-Ub2). 2CARD assembleert tot een spiraalvormig tetrameer dat lijkt op een’ lock-washer’, waarbij het tetramere oppervlak dient als een signaleringsplatform voor rekrutering en activering van het stroomafwaarts signalerende molecuul, MAVS (609676). Ubiquitin kettingen zijn gebonden langs de buitenrand van de spiraalvormige baan, overbruggen aangrenzende subeenheden van 2CARD en het stabiliseren van de 2card tetrameer. De combinatie van structurele en functionele analyses toonde aan dat de bindende aviditeit de K63-koppeling en ketenlengtespecificiteit van 2CARD dicteert, en dat de covalente ubiquitineconjugatie van 2CARD de Ub-2CARD interactie en dus het 2card tetrameer verder stabiliseert.

Singleton-Merten syndroom 2

in een grote 4-generatie Koreaanse familie met glaucoom, aorta-en valvulaire calcificatie en skeletafwijkingen (SGMRT2; 616298), Jang et al. (2015) geïdentificeerd heterozygositeit voor een missense mutatie in het ddx58 gen (e373a; 609631.0001) dat gescheiden met ziekte. Getroffen individuen in een andere Koreaanse familie met SGMRT2 die alleen glaucoom vertoonden en skeletafwijkingen waren heterozygoot voor een andere missense mutatie in DDX58 (c268f; 609631.0002). Functionele analyse toonde aan dat beide mutaties constitutieve activatie geven en resulteren in verhoogde interferon-activiteit en interferon-gestimuleerde genexpressie.

associaties in afwachting van bevestiging

vanwege het primaire faalpercentage van vaccinatie tegen mazelen van 2 tot 10% en het belang van aangeboren immuniteit om virusreplicatie te voorkomen of te verminderen en zich te verspreiden tot de adaptieve immuunrespons om het virus te elimineren, Haralambieva et al. (2011) voerde een uitgebreide kandidaat gen associatie studie in een raciaal diverse cohort van 745 gezonde schoolkinderen in Minnesota Die 2 doses van mazelen vaccin had gehad. Varianten binnen DDX58 werden geassocieerd met mazelenspecifieke antilichaamvariaties bij Kaukasiërs. Vier ddx58-polymorfismen in hoge-koppelingsstoornissen werden ook geassocieerd met variaties in MAZELENSPECIFIEKE IFNG-en IL2-secretie (147680) bij Kaukasiërs. Adar (146920) varianten hadden ook een rol in het reguleren van mazelen-specifieke IFNG reacties in Kaukasiërs. Twee intronic Oas1 (164350) SNPs werden geassocieerd met verhoogde neutraliserende antilichaamniveaus in Afro-Amerikanen. Haralambieva et al. (2011) concludeerde dat meerdere aangeboren immuniteitsgenen en genetische varianten waarschijnlijk betrokken zijn bij het moduleren van de adaptieve immuunrespons op levend verzwakt mazelenvaccin in blanken en Afro-Amerikanen.

Kato et al. (2005) genereerde Rigi-deficiënte muizen en, gebruikend cellen van deze muizen, vond dat Rigi, en niet het TLR-systeem, een essentiële rol in antivirale reacties in fibroblasten en conventionele dendritische cellen (DCs) speelde. In tegenstelling, gebruikten de antivirale reacties in plasmacytoid DCs, die overvloedige IFNA (147660) produceren, het TLR-systeem, hoofdzakelijk Tlr7 (300365) en Tlr9 (605474), eerder dan Rigi. De Rigi – / – muizen overleefden zelden tot de geboorte, en histologisch onderzoek van embryonale dag-12.5 muizen toonde massieve lever degeneratie. Overlevenden hadden een vertraagde groei en stierven binnen 3 weken na de geboorte.

met muizen met een tekort aan MDA5 (606951), Kato et al. (2006) toonde aan dat MDA5 en RIG1 verschillende types van double-stranded RNAs erkennen: MDA5 herkent polyinosine-polycytidylzuur en RIG1 detecteert in vitro getranscribeerd dubbelstrengs RNAs. De virussen van RNA worden ook differentieel erkend door RIG1 en MDA5. Kato et al. (2006) vastgesteld dat RIG1 essentieel is voor de productie van interferonen als reactie op RNA-virussen, waaronder paramyxovirussen, influenzavirus en Japanse-encefalitisvirus, terwijl MDA5 van cruciaal belang is voor de detectie van het picornavirus. Bovendien, Rig1-null En mda5-null muizen zijn zeer gevoelig voor infectie met deze respectievelijke RNA virussen in vergelijking met controle muizen. Kato et al. (2006) concludeerde dat, samen genomen, hun gegevens laten zien dat RIG1 en MDA5 onderscheiden verschillende RNA virussen en zijn cruciaal voor gastheer antivirale reacties.