การทำงานของสารต้านไวรัสโคโรนาไวรัส 2 (SARS-CoV-2) ในกลุ่มอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรงของ phospholipid scramblase 1 (PLSCR1) สล็อต ซึ่งเป็นปัจจัยจำกัดอิสระของเซลล์ที่เกิดจากอินเตอร์เฟอรอน-แกมมา (IFNγ)การระบุจะช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับภูมิคุ้มกันป้องกันในการตอบสนอง IFN ของมนุษย์ การศึกษานี้ใช้การตรวจคัดกรอง Palindromic Repeats (CRISPR)–โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ CRISPR แบบคลัสเตอร์ทั่วจีโนม 9 เซลล์ของเซลล์เยื่อบุผิวปอดของมนุษย์และเซลล์ตับที่แสดงออกภายนอกซึ่งแสดงเอนไซม์ angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) เพื่อศึกษาการทำงานของ PLSCR1 ต่อ SARS-CoV ที่ยังมีชีวิต -2 ก่อนและหลังการกระตุ้นด้วย IFNγ พื้นหลังในพืช แบคทีเรีย และสัตว์หลายชนิด รวมทั้งมนุษย์ ภูมิคุ้มกันที่ควบคุมตนเองโดยเซลล์ช่วยต่อต้านไวรัสและการติดเชื้ออื่นๆ เช่น  Shigella flexneri และ Mycobacterium tuberculosis IFNγ, ไซโตไคน์ประเภท II เป็นสารที่เป็นที่รู้จักดีในการเคลื่อนตัวของภูมิคุ้มกันที่เป็นอิสระจากเซลล์ในเซลล์นิวเคลียสส่วนใหญ่ ดังนั้น การศึกษาพบว่าการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของ IFNs ประเภท I และ III (IFNαβ และ IFNλ) ให้การป้องกันโรคโคโรนาไวรัส 2019 (COVID-19) ในผู้ใหญ่และเด็กในทางตรงกันข้าม รอยโรคทางพันธุกรรมในการส่งสัญญาณ IFN และ autoantibodies IFN ประเภท I และ II มีส่วนรับผิดชอบต่อกรณี COVID-19 ที่สำคัญมากถึง 20% ทีเซลล์ยังจดจำวัคซีนโควิด-19 และสายพันธุ์ที่น่ากังวล (VOCs) ของ SARS-CoV-2 ได้ด้วยการหลั่งIFNγ  จนถึงตอนนี้ การวิจัยมุ่งเน้นการใช้แอนติบอดีที่ทำให้เป็นกลาง (nAbs) เป็นยารักษาโรคโควิด-19 หลักฐานล่าสุดที่บ่งชี้ว่าการบำบัดด้วย IFNγ ได้ช่วยชีวิตผู้ป่วยที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องด้วย COVID-19 ซึ่ง การรักษา convalescent plasmaหรือ remdesivir ล้มเหลว ทำให้ชุมชนการวิจัยต้องตรวจสอบว่า IFNγ สามารถเตรียมการต่อต้าน SARS-CoV-2 ได้หรือไม่

ในการศึกษานี้ นักวิจัยใช้เซลล์ตับ Huh7.5 ของมนุษย์และเซลล์ A549-ACE2 (เลียนแบบเป้าหมายเซลล์โฮสต์ภายในทางเดินหายใจ) เพื่อทดสอบศักยภาพของ IFNγ ในการจำกัดการติดเชื้อ SARS-CoV-2 ที่ยังมีชีวิตอยู่ ซึ่งพวกเขายืนยันโดยใช้วิศวกรรม CRISPR–Cas9 จากนั้น พวกเขาใช้หน้าจอการสูญเสียฟังก์ชัน (LoF) ทั่วทั้งจีโนมเพื่อระบุว่าปัจจัยจำกัดที่เกิดจาก IFNγ ใดที่ทำให้เกิดผลกระทบนี้กับ SARS-CoV-2 นักวิจัยใช้ไลบรารี่กรดไรโบนิวคลีอิกชนิดไกด์เดี่ยว (sgRNA) รุ่น 2.0 GeCKO เพื่อแปลงสัญญาณเซลล์แต่ละชนิด จากนั้นจึงทำการเลือก puromycin เพื่อให้แน่ใจว่ามีการรวมที่เสถียร ห้องสมุดนี้มี 122,441 sgRNAs ซึ่งครอบคลุม 19,050 ยีน

พวกเขาใช้ SARS-CoV-2 ที่แสดง mNeonGreen (mNG) เพื่อแพร่เชื้อไปยังเซลล์ที่ผสานรวม sgRNA ที่รักษาด้วย IFNγ ของมนุษย์ชนิดรีคอมบิแนนท์ จากนั้น ด้วยความช่วยเหลือของการคัดแยกเซลล์ที่เปิดใช้งานด้วยแสง (FACS) นักวิจัยได้แยกเซลล์ที่ติดเชื้อ SARS-CoV-2 ออกเป็นประชากร mNGhigh และ mNGlow โดยที่เซลล์แรกอนุญาตในขณะที่เซลล์หลังถูกจำกัด จากนั้น พวกเขาได้ทำการจัดลำดับความถี่ sgRNA รุ่นต่อไป นอกจากนี้ ทีมงานยังระบุ PLSCR1 ว่าขั้นตอนใดของวงจรชีวิตของ SARS-CoV-2 และวิธีสกัดกั้นการบุกรุกของไวรัสโคโรนาผ่านทางการหลอมรวมของเอนโดโซมที่ขึ้นกับ cathepsin หรือ transmembrane serine protease 2 (TMPRSS2) ที่ขึ้นอยู่กับวิถีการหลอมรวมที่ขึ้นกับเซลล์ผิว 

นอกจากนี้ ทีมยังใช้การทดสอบแยกตาม NanoLuc-reporter เพื่อทดสอบฟิวชั่นของไวรัสและเอนโดโซมในไซโตซอลของเซลล์โฮสต์ นอกจากนี้ พวกเขารวมการถ่ายภาพระดับนาโนเข้ากับการกลายพันธุ์ของโปรตีนเพื่อระบุตัวกำหนดเมมเบรนที่จำเป็นในการแยกแยะว่า PLSCR1 ขัดขวางการหลอมรวมของ SARS-CoV-2 อย่างไร 

ผลลัพธ์และข้อสรุปการศึกษาในปัจจุบันมีข้อค้นพบที่สำคัญหลายประการ ประการแรก ผู้เขียนพบว่าหลังจากสัมผัสกับ IFNγ ชนิด recombinant ของมนุษย์แล้ว เซลล์ Huh7.5 ได้จำกัด SARS-CoV-2 ในตัวแปลงสัญญาณและตัวกระตุ้นในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับการถอดรหัส 1 (STAT1)ประการที่สอง PLSCR1 ที่เกิดจาก IFNγ จำกัดสายพันธุ์ SARS-CoV-2 ของบรรพบุรุษ, USA-WA1/2020; อย่างไรก็ตาม มันยังมีผลกับ Delta และ Omicron BA.1 VOCs ฤทธิ์ต้านไวรัสของมันยังคงแข็งแกร่งแม้กับ ไวรัสโคโรนาที่ทำให้เกิดโรคสูงชนิดอื่นๆโดยมีค้างคาวและหนูเป็นพาหะ

ประการที่สาม ใน  เซลล์ที่น่าพิศวง ของ PLSCR1การหลอมรวมระหว่างเซลล์และเซลล์ที่อาศัยสื่อกลางของ SARS-CoV-2 ขัดขวางเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่   การแสดงออกของPLSCR1 ที่มากเกินไปจะลดการตอบสนองนี้ ข้อสังเกตเหล่านี้ยืนยันว่า PLSCR1 ป้องกันพังผืดหลอมรวมที่กระตุ้นโดยโปรตีน SARS-CoV-2 S ได้โดยตรง 

ในทำนองเดียวกัน ในเซลล์ A549-ACE2 จุดโฟกัสที่อุดมด้วย PLSCR1 ปรากฏขึ้นภายใน 30 นาทีของการติดเชื้อไวรัส และอนุภาคไวรัสที่ทับซ้อนกันอย่างสมบูรณ์ที่ตรวจพบโดยแอนติบอดีต่อต้าน S PLSCR1 ทำหน้าที่ต่อต้านการเข้าสู่ SARS-CoV-2 และกำหนดเป้าหมายการเข้าสู่ไวรัสที่มี S-mediatedที่น่าสนใจคือมันรบกวนการดูดซึมของ SARS-CoV-2 ทั้งในเส้นทางฟิวชันของเอนโดไซต์และเส้นทางฟิวชันที่ขึ้นกับ TMPRSS2 ก่อนที่ RNA ของไวรัสจะปล่อยเข้าสู่ไซโตซอลของเซลล์โฮสต์ กล่าวคือ ที่ขั้นตอนการเข้าช่วงท้าย ดังนั้น  การกลายพันธุ์ ของ PLSCR1  อาจทำให้ผู้คนมีแนวโน้มสูงที่จะติดเชื้อ COVID-19 ที่รุนแรง ตามที่ได้รับการยืนยันจากรายงานล่าสุดการสร้างแบบจำลองโครงสร้างทำนายว่า PLSCR1 มีโดเมน N-terminal ที่ยืดหยุ่นและ 12-stranded membrane β-barrel ที่ฝังเกลียว C-terminal ที่ไม่ชอบน้ำเมื่อเชื่อมต่อเข้ากับพลาสมาเมมเบรนเป้าหมายโดยปาล์มมิทอยเลชันแล้ว PLSCR1 จะใช้ C-terminal β-barrel เพื่อขัดขวางการหลอมรวมของไวรัสกับเซลล์โฮสต์ ซึ่งเรียกว่าการปิดกั้นการหลอมรวม ดังที่เปิดเผยโดยการวิเคราะห์การจำลองพลวัตโมเลกุลระดับนาโนวินาที (MDS)PLSCR1 มีแนวโน้มที่จะครอบครองไมโครโดเมนพลาสมาเมมเบรนที่ใช้โดยโคโรนาไวรัสเพื่อควบคุมประชากรย่อยที่แตกต่างกันของถุง SARS-CoV-2 ด้วยการยึดเกาะของพาลมิโทอิล มันทำงานบนเยื่อหุ้มที่มีความโค้งสูงและต่ำ (เอนโดโซมและพลาสมาเมมเบรน) เพื่อยับยั้งการหลอมรวมของ S-mediated บทสรุปโดยรวมแล้ว การศึกษานี้ให้กรอบกลไกสำหรับ PLSCR1 ในการสกัดกั้นการหลอมรวมที่อาศัย SARS-CoV-2-S โดยไวรัสโคโรนาที่มีความรุนแรง

โดยเน้นย้ำว่า PLSCR1 β-barrel เป็นตัวกำหนดโครงสร้างที่สำคัญของภูมิคุ้มกันที่ควบคุมโดยเซลล์ต่อตระกูลไวรัสโคโรนาขนาดใหญ่