Article

Functions of the cytoplasmic RNA sensors RIG-I and MDA-5: key regulators of innate immunity.

Department of Human and Molecular Genetics, Virginia Commonwealth University, School of Medicine, Richmond, VA, USA.
Pharmacology [?] Therapeutics (Impact Factor: 7.75). 08/2009; 124(2):219-34. DOI: 10.1016/j.pharmthera.2009.06.012
Source: PubMed

ABSTRACT The innate immune system responds within minutes of infection to produce type I interferons and pro-inflammatory cytokines. Interferons induce the synthesis of cell proteins with antiviral activity, and also shape the adaptive immune response by priming T cells. Despite the discovery of interferons over 50 years ago, only recently have we begun to understand how cells sense the presence of a virus infection. Two families of pattern recognition receptors have been shown to distinguish unique molecules present in pathogens, such as bacterial and fungal cell wall components, viral RNA and DNA, and lipoproteins. The first family includes the membrane-bound toll-like receptors (TLRs). Studies of the signaling pathways that lead from pattern recognition to cytokine induction have revealed extensive and overlapping cascades that involve protein-protein interactions and phosphorylation, and culminate in activation of transcription proteins that control the transcription of genes encoding interferons and other cytokines. A second family of pattern recognition receptors has recently been identified, which comprises the cytoplasmic sensors of viral nucleic acids, including MDA-5, RIG-I, and LGP2. In this review we summarize the discovery of these cytoplasmic sensors, how they recognize nucleic acids, the signaling pathways leading to cytokine synthesis, and viral countermeasures that have evolved to antagonize the functions of these proteins. We also consider the function of these cytoplasmic sensors in apoptosis, development and differentiation, and diabetes.

0 Followers
 · 
208 Views
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: Interferons are a group of small proteins that play key roles in host antiviral innate immunity. Their induction mainly relies on host pattern recognition receptors (PRR). Host PRR for RNA viruses include Toll-like receptors (TLR) and retinoic acid-inducible gene I (RIG-I) like receptors (RLR). Activation of both TLR and RLR pathways can eventually lead to the secretion of type I IFNs, which can modulate both innate and adaptive immune responses against viral pathogens. Because of the important roles of interferons, viruses have evolved multiple strategies to evade host TLR and RLR mediated signaling. This review focuses on the mechanisms of interferon induction and antagonism of the antiviral strategy by RNA viruses.
    Viruses 12/2014; 6:4999-5027. DOI:10.3390/v6124999 · 3.28 Impact Factor
  • [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: Wstęp Mitochondria to wielofunkcyjne organella komórek eukariotycznych oddychających tlenowo. Zbudowane są z dwóch błon białkowo-lipidowych (zewnętrznej iwewnętrznej), oddzielonych przestrzenią międzybło-nową. Cechą charakterystyczną mitochondriów jest posiadanie własnego materiału genetycznego wpostaci kolistych cząsteczek DNA (mtDNA, mitochondrial DNA). Zarówno masa mitochondriów, stopień pofałdo-wania ich wewnętrznej błony, a także liczba cząsteczek mtDNA uzależnione są m.in. od rodzaju narządu bądź tkanki [1]. Komórki wykazujące intensywny metabo-lizm, takie jak np. neurony, miocyty, czy hepatocyty, charakteryzują się obecnością licznych mitochondriów, w odróżnieniu od erytrocytów, które cechuje brak tych organelli [1]. Obecnie wiadomo, że mitochondria to organella niezwykle zróżnicowane i dynamiczne. Two-rzą one sieci mitochondrialne, stale ulegające przebu-dowie, przez co zmienia się ich liczba, morfologia iroz-mieszczenie w komórce [10]. Fuzja, czyli łączenie się mitochondriów, oraz ich rozszczepianie związane jest nie tylko z rodzajem komórki, ale także z jej stanem energetycznym oraz działaniem różnych czynników zewnętrznych, do których zaliczają się patogeny, w tym także wirusy [42]. Zmiany powstałe w sieci mitochon-drialnej na drodze zakażenia wirusowego, związane są na ogół z równoczesnym zaburzeniem funkcjonowania tych organelli [6]. Mogą one świadczyć o możliwości "ucieczki" wirusów przed układem odpornościowym gospodarza, jednakże badania wskazują również na sposób wykorzystania przez te patogeny czynności mitochondriów do replikacji lub morfogenezy. Najważniejszą funkcją mitochondriów jest oddy-chanie wewnątrzkomórkowe, przez co są one okreś lane jako fabryki bądź centra energetyczne komórek. Dzięki dużej powierzchni błony wewnętrznej, uzyskanej poprzez jej pofałdowanie, możliwe jest bardzo wydajne przeprowadzanie tego procesu, który w wyniku fos-forylacji oksydacyjnej dostarcza komórkom energii zmagazynowanej w wiązaniach chemicznych adeno-zynotrójfosforanu (ATP, adenosine triphosphate). Wirusy nie mają zdolności wytwarzania ATP, niezbęd-nego wprocesie ich replikacji i morfogenezy, dlatego wykorzystują ATP produkowane przez mitochondria. Do innych ważnych funkcji mitochondriów zalicza się m.in. buforowanie jonów wapnia [53], przekazy-wanie sygnałów [48], udział w cyklu mocznikowym im. M. Nenckiego PAN w Warszawie Wpłynęło w sierpniu 2014 r. 1. Wstęp. 2. Udział mitochondriów w produkcji IFN typu I oraz cytokin prozapalnych. 3. Wirusowe mechanizmy hamowania zależnej od mitochondriów produkcji IFN typu I oraz cytokin prozapalnych. 4. Apoptoza – proces "pseudoprzeciwwirusowy". 5. Podsumowanie Abstract: Mitochondria, which are known as "powerhouse" of the cell, have numerous important functions in cellular metabolism and are involved in cellular innate antiviral immunity in vertebrates. They participate in an intrinsic pathway of apoptosis and production of proinflammatory cytokines and type I interferons (IFNs; α/β). These functions are essential for limiting the spread of viral infection before the stimulation of adaptive immunity. However, viruses have evolved the ability to escape from the mechanisms of immune response including those related to mitochondrial functions. Viruses can exploit these organelles in their replication cycle and/or morphogenesis process, therefore the answer to the question about the exact role of mitochondria during viral infection is not unequivocal.
    Postepy Mikrobiologii 09/2014; 53(3):277-287. · 0.27 Impact Factor
  • Source

Full-text (2 Sources)

Download
270 Downloads
Available from
May 23, 2014