Omim Entry – * 609631-DExD / H-BOX HELICASE 58; DDX58

TEXT

DDX58 är ett RNA-helikas som tillhör DEAD/H box-familjen. Medlemmar av DEAD / H box-familjen har olika roller för att reglera genuttryck och cellulära processer (Imaizumi et al., 2002).

med subtraktiv hybridisering för att identifiera lipopolysackarid (LPS)-inducerbara gener i endotelceller, följt av ras, Imaizumi et al. (2002) isolerade en cDNA-kodning DDX58, som de kallade RIGI. Imaizumi et al. (2002) noterade att RIGI hade identifierats 1997 som en retinsyrainducerbar gen i en promyelocytisk leukemicellinje (GenBank AF038963). Det förutsagda 925-aminosyraproteinet har en beräknad molekylmassa på 101 kD och tillhör DEAD/H box-familjen. RIGI innehåller ett gxgkt-motiv, vilket tyder på att det är ett RNA-helikas. Northern blot-analys av endotelceller upptäckte ett 3,0-kb-transkript först efter LPS-stimulering.

Yoneyama et al. (2004) noterade att RIGI har 2 kopior av en caspase rekryteringsdomän (kort) vid sin N-terminal utöver sin C-terminal helikasdomän.

brutto (2012) mappade ddx58-genen till kromosom 9p21.1 baserat på en inriktning av ddx58-sekvensen (GenBank AF038963) med den genomiska sekvensen (GRCh37).

med subtraktiv hybridisering, Imaizumi et al. (2002) visade att LPS-stimulerade endotelceller uttryckte RIGI och COX2 (PTSG2; 600262). Northern blot, Western blot och RT-PCR-analyser visade att RIGI mRNA och protein uttrycktes i endotelceller först efter LPS-stimulering på ett koncentrationsberoende sätt. Överuttryck av RIGI selektivt uppreglerat uttryck av COX2 mRNA och protein i transfekterade blåscancerceller och inducerad COX2-promotoraktivitet i endotelceller.

genom RT-PCR och Western blot-analys, Imaizumi et al. (2004) visade att gamma-interferon (IFNG; 147570)-stimulerade navelartärens glatta muskelceller (SMCs) uttryckte RIGI mRNA och protein. Immunohistokemiska och konfokala mikroskopianalyser av Imaizumi et al. (2004) demonstrerade cytoplasmiskt uttryck av RIGI i SMCs in vivo. Ytterligare immunoblot och mikroskopiska analyser indikerade att IFNG stimulerade uttryck av RIGI i navelven. RIGI-uttryck detekterades också i normala humana lungendotelceller.

Cui et al. (2004) upptäckte RIGI-uttryck i en IFNG-stimulerad bröstcancercellinje. Överuttryck av RIGI uppreglerat uttryck av ISG15 (G1P2; 147571).

Yoneyama et al. (2004) visade att dubbelsträngat RNA (dsRNA) inducerade RIGI-uttryck på ett ATPas-beroende sätt och förstärkt produktion av typ I-interferon (t.ex. IFNB; 147640). En stympad form av RIGI som saknar helikasdomänen men innehåller tandemkortmotiven transducerade signaler som leder till aktivering av IRF3 (603734) och NFKB (se 164011). Med hjälp av RNA-interferens, Yoneyama et al. (2004) fann att RIGI var avgörande för virusinducerat uttryck av IRF3. De drog slutsatsen att RIGI är avgörande för upptäckt och utrotning av replikerande virala genom.

användning av hepatit C-virus (HCV; se 609532) replikonuttryckande cellinje, Breiman et al. (2005) visade att HCV NS3/4A-proteas försämrade IFNB-produktionen i både TRIF (TICAM1; 607601) – beroende och TRIF-oberoende vägar. De visade att försämring av den TRIF-oberoende vägen berodde på hämning av RIGI-medierad IFNB-promotoraktivering av NS3/4A. Breiman et al. (2005) föreslog att RIGI är en nyckelfaktor i den TRIF-oberoende, NS3/4A-känsliga vägen för IFNB-aktivering.

Li et al. (2005) fann att hepatomceller inte visade Toll-liknande receptor-3 (TLR3; 603029) – beroende IFNB-aktivering som svar på en dsRNA-analog, poly(I-C), medan nonneoplastiska hepatocyter visade robust TLR3-beroende IFNB-uttryck som svar på poly(i-C). I motsats till poly (I-C) producerade både hepatom och normala hepatocytcellinjer IFNB som svar på Sendai-virus på ett TLR3-oberoende, RIGI-beroende sätt. Tystnad av RIGI-uttryck försämrade svaret på Sendai-virus, men inte till poly(I-C). Li et al. (2005) drog slutsatsen att hepatocyter innehåller 2 distinkta antivirala signalvägar som leder till typ i interferonuttryck, en beroende av TLR3 och den andra beroende av RIGI.

Hornung et al. (2006) visade att 5-prime-trifosfatänden av RNA genererad av virala polymeraser är ansvarig för RIGI-medierad detektion av RNA-molekyler. Detektion av 5-prime-triphosphate RNA upphävs genom tak av 5-prime-triphosphate änden eller genom nukleosid modifiering av RNA, båda inträffar under POSTTRANSCRIPTIONAL RNA bearbetning i eukaryoter. Genomiskt RNA framställt från ett negativt sträng-RNA-virus och RNA framställt från virusinfekterade celler (men inte från icke-infekterade celler) utlöste ett potent interferon-alfa (se IFNA; 147660) svar på ett fosfataskänsligt sätt. Fem-prime-trifosfat RNA binder direkt till RIGI. Således, uncapped 5-prime-triphosphate RNA (benämnt 3pRNA) närvarande i virus som är kända för att erkännas av RIGI, men frånvarande i virus som är kända för att detekteras av MDA5 (606951), såsom picornavirus, tjänar som molekylär signatur för detektering av virusinfektion av RIGI.

Pichlmair et al. (2006) visade att influensa A-virusinfektion inte genererar dsRNA och att RIGI aktiveras av viralt genomiskt enkelsträngat RNA (ssRNA) med 5-prime-fosfater. Detta blockeras av influensaproteinet icke-strukturerat protein 1 (NS1), som finns i ett komplex med RIGI i infekterade celler. Pichlmair et al. (2006) drog slutsatsen att dessa resultat identifierade RIGI som en ssRNA-sensor och potentiellt mål för viral immunflykt och föreslog att dess förmåga att känna av 5-prime-fosforylerat RNA utvecklades i det medfödda immunsystemet som ett sätt att diskriminera mellan själv och icke-själv.

Gack et al. (2007) rapporterade att de N-terminala caspase-rekryteringsdomänerna (CARDs) av RIGI genomgår robust ubiquitination inducerad av TRIM25 (600453) i däggdjursceller. C-terminalspry-domänen för TRIM25 interagerar med N-terminalkorten i RIGI; denna interaktion levererar effektivt den lys63-länkade ubiquitindelen till n-terminalkorten i RIGI, vilket resulterar i en markant ökning av Rigi nedströms signalaktivitet. Lys172-återstoden av RIGI är kritisk för effektiv TRIM25-medierad ubiquitination och för Mavs (609676) bindning, liksom RIGIS förmåga att inducera antiviral signaltransduktion. Geninriktning visade att TRIM25 är väsentlig inte bara för Rigi-ubiquitination utan också för RIGI-medierad interferon-beta-produktion och antiviral aktivitet som svar på RNA-virusinfektion. Således, Gack et al. (2007) visade att TRIM25 E3 ubiquitinligas inducerar den lys63-länkade ubiquitinationen av RIGI, vilket är avgörande för den cytosoliska RIGI-signalvägen för att framkalla värd antiviral medfödd immunitet.

använda jäst 2-hybridanalys, Arimoto et al. (2007) isolerade RNF125 (610432) som ett ubiquitinliknande protein med E3-ligasaktivitet som interagerade med E2-enzymet UBCH8 (UBE2L6; 603890). Dessutom fann de att RIGI interagerade med UBCH8 och RNF125. Interaktion av RIGI med RNF125 krävde KORTDOMÄNEN och C-terminalregionen i RIGI. Nedreglering av RNF125 med litet störande RNA minskade nivåerna av RIGI och förhindrade RIGI polyubiquitination. Mutation av cys72 och cys75 av RNF125 till ala avskaffade sin förmåga att förmedla Rigi ubiquitination. IFNA uppreglerat uttryck av RNF125, UBCH5 (UBE2D1; 602961) och RIGI. Arimoto et al. (2007) drog slutsatsen att rnf125 ubiquitination-funktionen fungerar som en negativ regleringsväg för IFN-produktion.

Saito et al. (2007) fann att RIGI och LGP2 (608588), men inte MDA5, effektivt bundet HCV RNA för att ge IFNB-uttryck. Efter HCV-infektion och RNA-bindning skiftade RIGI från en monomer till ett självassocierande protein som också interagerade genom sin KORTDOMÄN med IPS1 (HISPPD2A; 610979) för att signalera IRF3-och NFKB – responsiva gener. Mutationsanalys visade att en RIGI C-terminal repressordomän (RD) krävdes för RIGI multimerisering och IPS1-interaktion. Radering av RD resulterade i konstitutiv signalering till IFNB-promotorn, medan uttryck av RD ensam förhindrade signalering och ökad cellulär Tillåtlighet för HCV. Saito et al. (2007) identifierade en analog RD i LGP2 som interagerade i trans med RIGI för att avlägsna självförening och signalering. De drog slutsatsen att RIGI är en patogenigenkänningsreceptor för HCV och att dess RD är en nyckelmodulator för värdförsvar som kontrollerar HCV-infektion och produktion. Saito et al. (2007) föreslog att modulering av Rigi/LGP2 interaktionsdynamik kan ha terapeutiska konsekvenser för immunreglering.

genom RT-PCR, Western blot och fluorescensmikroskopianalyser, Zhang et al. (2008) detekterade ökat uttryck av RIGI i myeloida leukemiceller hos människa och mus vid retinsyrainducerad terminal granulocytisk differentiering, vilket tyder på att RIGI-uttryck regleras utvecklingsmässigt tillsammans med myeloid differentiering. Möss som saknade Rigi utvecklade progressiv granulocytos och kronisk myeloid leukemi (se CML; 608232). Den progressiva granulopoiesen var associerad med reducerat uttryck av Icsbp1 (601565). Zhang et al. (2008) drog slutsatsen att RIGI har en kritisk reglerande roll för att modulera generering och differentiering av granulocyter.

RIGI är ett cytosoliskt multidomainprotein som detekterar viralt RNA och framkallar ett antiviralt immunsvar. Två N-terminala kortdomäner sänder signalen, och den regulatoriska domänen förhindrar signalering i frånvaro av viralt RNA. Fem-prime-trifosfat och dsRNA är 2 molekylära mönster som gör det möjligt för RIGI att diskriminera patogena från själv-RNA. Med användning av proteininducerad fluorescensförbättring med en molekyl, Myong et al. (2009) upptäckte en robust adenosin 5-prime trifosfatdriven dsRNA-translokationsaktivitet av RIGI. Korten undertrycker dramatiskt translokation i frånvaro av 5-prime-trifosfat, och aktiveringen av 5-prime-trifosfat utlöser RIGI att translokera företrädesvis på dsRNA i cis. Myong et al. (2009) drog slutsatsen att denna funktionella integration av 2 RNA-molekylära mönster kan ge ett sätt att specifikt känna av och motverka replikerande virus.

Oshiumi et al. (2010) uppgav att RIPLET (RNF135; 611358) förmedlar lys63-länkad polyubiquitination av RIGI C-terminal repressor domän och N-terminal kort. De fann att fibroblaster, makrofager och dendritiska celler från Riplet -/- möss var defekta för produktion av IFN och andra cytokiner som svar på infektion med RNA-virus, men inte DNA-virus. Bristen på Riplet avskaffade Rigi-aktivering under RNA-virusinfektion, och Riplet – / – möss var mer mottagliga för vesikulär stomatitvirusinfektion. Oshiumi et al. (2010) drog slutsatsen att RIPLET är viktigt för att reglera det RIGI-medierade medfödda immunsvaret mot RNA-virusinfektion in vivo.

Kok et al. (2011) noterade att RIGI delar strukturell likhet med DICER (606241), ett RNAs III-typ nukleas som förmedlar RNA-interferens och kräver dsRNA-bindande partners, såsom PACT (PRKRA; 603424), för optimal aktivitet. De visade att PACT fysiskt bunden till C-terminal förtryck domän RIGI och stimulerade RIGI-inducerad typ i IFN produktion. PACT potentierade Rigi-aktivering av poly (i: C) och hjälpte till att upprätthålla antivirala svar. Kok et al. (2011) drog slutsatsen att PACT har en viktig roll för att initiera och upprätthålla Rigi-beroende antivirala svar.

Goubau et al. (2014) visade att RIGI, kodad av DDX58, förmedlar antivirala svar på RNA som bär 5-prime-difosfater (5-prime-pp) såväl som de som bär 5-prime-trifosfater (5-prime-ppp). Genom från däggdjursreovirus med 5-prime-pp termini, 5-prime-pp RNA isolerat från jäst-l-a-virus och basparade 5-prime-pp rna tillverkade genom in vitro-transkription eller kemisk syntes binder alla till RIGI och fungerar som RIGI-agonister. Dessutom är ett RIGI-beroende svar på 5-prime-pp RNA viktigt för att kontrollera reovirusinfektion i odlade celler och hos möss. Goubau et al. (2014) drog slutsatsen att den minimala determinanten för RIGI-igenkänning är ett basparat RNA med 5-prime-pp. Sådana rna finns i vissa virus men inte i oinfekterade celler, vilket indikerar att erkännande av 5-prime-pp RNA, som det för 5-prime-ppp RNA, fungerar som ett kraftfullt medel för själv/icke-självdiskriminering av det medfödda immunsystemet.

mutationer i TDP43 (TARDBP; 605078), inklusive ala315-till-thr (A315T; 605078.0009), är en sällsynt orsak till amyotrofisk lateral skleros (ALS10; 612069). Patologi av TDP43, som kodar för ett RNA-bindande ribonukleärt protein involverat i RNA-bearbetning, är emellertid vanligt för över 95% av ALS-Fallen. Transgena tdp43 a315t-möss utvecklar åldersberoende motorneurondegenerering och fungerar som en modell för ALS. Använda översätta ribosomaffinitetsrening och mikroarrayanalys, MacNair et al. (2016) fann att flera mRNA var onormalt reglerade i 10 månader gamla symptomatiska tdp43 A315T-möss jämfört med vildtypskontroller och 5 månader gamla presymptomatiska tdp32 A315T-möss. Bland de felreglerade mRNA var Ddx58, som uppreglerades över 2 gånger i mutanta möss. Immunohistokemisk analys visade onormalt förhöjt ddx58-uttryck i cytoplasma av motorneuroner i 10 månader gamla tdp43 A315T-möss. Uttrycket av humant DDX58 uppreglerades också i motorneuroner och omgivande gliaceller i ryggmärgen hos sporadiska och familjära ALS-patienter. RNA-immunutfällningsanalys visade att Ddx58 var ett direkt mål för Tdp43 i transfekterade musneuroblastomceller.

kristallstruktur

för att förstå synergin mellan helikas och repressordomänen för RNA-bindning och bidraget från ATP-hydrolys till RIGI-aktivering, Jiang et al. (2011) bestämde strukturen för den mänskliga RIGI-helikasrepressordomänen i komplex med dsRNA och en ATP-analog. Helikasrepressordomänen organiserar sig i en ring runt dsRNA, som täcker ena änden, medan de kontaktar båda strängarna med hjälp av tidigare okarakteriserade motiv för att känna igen dsRNA. Röntgenspridning med liten vinkel, begränsad proteolys och differentiell skanningsfluorimetri indikerade att RIGI befinner sig i en utökad och flexibel konformation som komprimerar vid bindande RNA. Dessa resultat gav en detaljerad bild av helikasens roll i dsRNA-erkännande, synergin mellan repressordomänen och helikaset för RNA-bindning och organisationen av RIGI i full längd bunden till dsRNA och gav bevis för en konformationsförändring vid RNA-bindning. RIGI-helikasrepressordomänstrukturen överensstämmer med dsRNA-translokation utan avlindning och kooperativ bindning till RNA. Strukturen gav oöverträffad inblick i medfödd immunitet och hade en bredare inverkan på andra områden av biologi, inklusive RNA-interferens och DNA-reparation, som använder homologa helikasdomäner med DICER (606241) och FANCM (609644).

Peisley et al. (2014) rapporterade kristallstrukturen för tetramer av human RIGI tandem caspase activation and recruitment domain (2card) bunden av 3 kedjor av lys63-länkad diubiquitin (K63-Ub2). 2CARD monteras i en spiralformad tetramer som liknar en ’låsbricka’, där den tetrameriska ytan fungerar som en signalplattform för rekrytering och aktivering av den nedströms signalmolekylen, MAVS (609676). Ubiquitinkedjor är bundna längs den yttre kanten av den spiralformade banan, överbryggar intilliggande underenheter av 2card och stabiliserar 2card tetramer. Kombinationen av strukturella och funktionella analyser visade att bindande aviditet dikterar K63-koppling och kedjelängd specificitet 2CARD, och att kovalent ubiquitin konjugering av 2card stabiliserar ytterligare UB-2card interaktion och därmed 2CARD tetramer.

Singleton-Merten syndrom 2

i en stor 4-generations Koreansk Familj med glaukom, aorta och valvulär förkalkning och skelettanomalier (SGMRT2; 616298), Jang et al. (2015) identifierade heterozygositet för en missense-mutation i ddx58-genen (e373a; 609631.0001) som segregerades med sjukdom. Berörda individer i en annan Koreansk Familj med SGMRT2 som endast uppvisade glaukom och skelettanomalier var heterozygota för en annan missense-mutation i DDX58 (C268F; 609631.0002). Funktionell analys avslöjade att båda mutationerna ger konstitutiv aktivering och resulterar i ökad interferonaktivitet och interferonstimulerat genuttryck.

föreningar i väntan på bekräftelse

på grund av 2 till 10% primär felfrekvens för mässlingvaccination och vikten av medfödd immunitet för att förhindra eller minska viral replikation och sprida sig tills det adaptiva immunsvaret för att eliminera viruset, Haralambieva et al. (2011) utförde en omfattande kandidatgenföreningsstudie i en rasdiversiell kohort av 745 friska skolbarn i Minnesota som hade haft 2 doser mässlingvaccin. Varianter inom DDX58 var associerade med mässlingsspecifika antikroppsvariationer hos kaukasier. Fyra ddx58-polymorfier i obalans med hög koppling var också associerade med variationer i mässlingsspecifik IFNG och IL2 (147680) utsöndring hos kaukasier. Adar (146920) varianter hade också en roll i att reglera mässlingsspecifika IFNG-svar hos kaukasier. Två introniska Oas1 (164350) SNP var associerade med ökade neutraliserande antikroppsnivåer hos afroamerikaner. Haralambieva et al. (2011) drog slutsatsen att flera medfödda immunitetsgener och genetiska varianter sannolikt är involverade i att modulera det adaptiva immunsvaret mot levande dämpat mässlingvaccin hos kaukasier och afroamerikaner.

Kato et al. (2005) genererade Rigi-bristfälliga möss och, med hjälp av celler från dessa möss, fann att Rigi, och inte TLR-systemet, spelade en viktig roll i antivirala svar i fibroblaster och konventionella dendritiska celler (DCs). Däremot använde antivirala svar i plasmacytoid DCs, som producerar rikligt IFNA (147660), TLR-systemet, huvudsakligen Tlr7 (300365) och Tlr9 (605474), snarare än Rigi. Rigi – / – mössen överlevde sällan fram till födseln, och histologisk undersökning av embryonala dag-12,5-möss visade massiv leverdegenerering. Överlevande hade fördröjd tillväxt och dog inom 3 veckor efter födseln.

använda möss som är bristfälliga i MDA5 (606951), Kato et al. (2006) visade att MDA5 och RIG1 känner igen olika typer av dubbelsträngade rna: MDA5 känner igen polyinosin-polycytidylsyra och RIG1 detekterar in vitro transkriberade dubbelsträngade rna. RNA-virus känns också differentiellt av RIG1 och MDA5. Kato et al. (2006) fann att RIG1 är avgörande för produktion av interferoner som svar på RNA-virus inklusive paramyxovirus, influensavirus och japanskt encefalitvirus, medan MDA5 är avgörande för picornavirusdetektering. Dessutom är rig1-null-och Mda5-null-möss mycket mottagliga för infektion med dessa respektive RNA-virus jämfört med kontrollmöss. Kato et al. (2006) drog slutsatsen att deras data tillsammans visar att RIG1 och MDA5 skiljer olika RNA-virus och är kritiska för värd antivirala svar.