Negative regulation of the IFI16 and cGAS DNA sensing pathways

Abstract

DNA sensors are molecules with the ability to sense DNA constituting an important tool of innate immunity. They are initiators of various signalling pathways, one of them being the production of interferons, which induce not only an anti-viral cell state but also protect cells of treats not related to pathogens. At least, fourteen DNA sensors have been described so far, among them - IFI16 and cGAS. Both sensors signal via an adaptor protein STING resulting in the production of type I IFN. All three of these molecules (cGAS, IFI16, STING) are strictly regulated either by host-cells in order to prevent immune over-activation or by viruses for the immune evasion. This work focuses on the mechanisms of negative regulation of the three molecules: post-translational modifications such as phosphorylation, ubiquitination, SUMOylation, acetylation and methylation; protein-protein interactions; degradation by the proteasomal system or by autophagy. Not surprisingly, viruses encode proteins able to down-regulate IFN responses for example, some proteins of herpes viruses interact with cGAS, IFI16 or STING preventing their activation or leading to their degradation. Other proteins of herpes viruses cause the degradation of the mRNA of the sensors or the adaptor. Dengue protease factor NS2B degrades cGAS or the...

DNA senzory jsou molekuly schopné detekovat DNA a důležitým nástrojem vrozené imunity. Stojí na počátku různých signálních drah, kdy jednou z nich je produkce interferonů, které navozují jednak tzv. proti-virový stav a zároveň chrání buňky od nebezpečí netýkajících se patogenů. Nejméně čtrnáct DNA senzorů bylo doposud objeveno, mezi nimi - IFI16 a cGAS. Oba signalizují pomocí adaptorového proteinu STING, což vede k produkci interferonu typu I. Všechny tři tyto molekuly (cGAS, IFI16, STING) podléhají striktní regulaci buď ze strany vlastních buněk k zabránění přehnané imunitní reakce, nebo ze strany virů k útěku před imunitním systémem. Tato práce se zaměřuje na mechanismy negativné regulace těchto tří molekul, do nichž patří: post-translační modifikace jako např. fosforylace, ubiquitinace, SUMOylace, acetylace a metylace; protein-proteinové interakce; degradaci proteasomálním systémem nebo autofagií. Není překvapivé, že viry kódují proteiny schopné negativně regulovat interferonovou odpověď, např. některé proteiny herpes virů interagují s cGAS, IFI16 nebo STING a brání jejich aktivaci nebo způsobují jejich degradaci. Jiné proteiny herpes virů navozují degradaci mRNA senzorů či jejich adaptoru. Faktor proteázy dengue viru NS2B degraduje cGAS stejně jako virová proteáza viru hepatitidy B, E7 protein...