Double-stranded RNAs (dsRNAs) are key players in the innate immune response to viral infection. Upon infection, dsRNAs generated during viral transcription or the dsRNA viral genome itself are recognized by pattern recognition receptors (PRRs) on host cells, such as Toll-like receptors (TLRs), RIG-I-like receptors (RLRs), and cytosolic dsRNA sensors. This recognition leads to the activation of the downstream antiviral signalling pathways, including the production of type I interferons (IFNs) and pro-inflammatory cytokines and the induction of antiviral genes. In addition, human cells naturally encode cellular dsRNAs that can also activate innate immune response systems and drive pathogenesis of human diseases. The importance of dsRNA-mediated immune activation has led to the identification of various downstream regulators of the dsRNA stress response, such as PAMP receptors and dsRNA-binding proteins. However, an unbiased systematic approach to determine the key regulators and elucidate their regulatory mechanisms for dsRNAs is currently lacking. Moreover, despite the diverse cell-type signature and stress regulatory mechanism, there is a lack of cell-specific studies to understand dsRNA stress responses. Hence, we perform cell-specific genome-wide CRISPR/Cas9 knockout screening using poly(I:C) as an exemplary dsRNA stressor. Our screening hits in A549 validated previously known dsRNA receptors and regulators of inflammatory response. In neuronal progenitor cells (NPCs), our screening yielded interesting and distinct results, highlighting the cell-specific characteristics of dsRNA stress responses. Furthermore, to identify novel regulators, we compared our screening results with a list of putative dsRNA-binding proteins (dsRBPs). We identified the presence of novel proteins, including LSM12, NUFIP2, NOP16, and ATXN2L, which may play essential roles in regulating cell-specific dsRNA-mediated stress responses.
이중 가닥(dsRNA)는 바이러스 감염에 대한 선천성 면역 반응의 핵심 역할을 합니다. 감염 시 바이러스 dsRNA는 숙주 세포의 패턴 인식 수용체에 의해 인식되어 항바이러스 및 인터페론 신호 경로를 활성화합니다. 또한 인간 세포는 자연적으로 선천성 면역 반응 시스템을 활성화하고 인간 질병의 발병을 유도할 수 있는 세포 dsRNA를 인코딩합니다. dsRNA 매개 면역 활성화의 중요성으로 인해 dsRNA 스트레스 조절 인자가 밝혀졌습니다. 그러나 현재 dsRNA의 세포 특이적 핵심 조절 인자를 결정하기 위한 편향되지 않은 체계적인 접근 방식은 부족합니다. 따라서 poly(I:C)를 대표적인 dsRNA 스트레스 인자로 사용하여 세포 특이적 게놈 전체에 걸친 CRISPR/Cas9 녹아웃 스크리닝을 수행합니다. A549의 스크리닝 히트는 이전에 알려진 dsRNA 조절자를 검증했습니다. 신경전구세포(NPC)에서의 스크리닝은 흥미롭고 뚜렷한 결과를 도출했습니다. 또한, 새로운 조절 인자를 확인하기 위해 A549와 NPC의 스크리닝 결과를 dsRNA 결합 단백질(dsRBP) 목록과 비교했습니다. 그 결과 LSM12, NUFIP2, NOP16, ATXN2L이 dsRNA 매개 스트레스 반응을 조절할 수 있는 것으로 확인되었습니다.
