ポックスウイルス ATI mRNA の細胞質包接体での特異的なアンカーリングと局所翻訳

Specific Anchoring and Local Translation of Poxviral ATI mRNA at Cytoplasmic Inclusion Bodies.

• George C Katsafanas
• Bernard Moss

抄録

mRNAのオンサイト翻訳は、細胞内タンパク質局在化の効率的な手段を提供します。真核生物の細胞では、膜のない部位への細胞ｍＲＮＡの輸送は、通常、翻訳の前に行われ、ＲＮＡ結合タンパク質およびモータータンパク質と相互作用するジップコードとして知られている特定の配列が関与している。ポックスウイルスは、ＤＮＡ合成、転写、翻訳、およびウイルスの組み立てが行われる特殊な細胞質工場領域で複製する。ポキソウイルスの中には、ウイルスの150kDaのATIタンパク質の多数のコピーからなるA型介在物（ATI）として知られる液体ゲル状の性質を持つ膜なしのタンパク質体の中に、工場の外で感染性ウイルス粒子を埋め込むものがある。ここでは、これらの介在物がATI mRNAで装飾されていることを蛍光ハイブリダイゼーションによって明らかにした。オンサイト翻訳は、翻訳開始因子eIF4Eの局在化とリボソーム結合ナスセント鎖リボプロマイシン化によってサポートされています。封入物へのリボソーム-mRNA翻訳複合体のナッセントペプチド介在性アンカーリングは、ペプチド鎖ターミネーターであるピューロマイシンによるmRNAの放出によって示唆されている。プロマイシン洗浄後、介在物における ATI mRNA の再局在化は、RNA とタンパク質の合成に依存するが、微小管やアクチンの重合は必要としない。さらなる研究は、ATIのN末端付近にストップコドンが導入されるか、またはN末端またはC末端で大きな切り捨てが行われた場合、ATI mRNAがファクトリー領域の転写部位付近に留まることを示している。郵便番号を使用する代わりに、我々は、ATI mRNAの局在化は、リボソームに結合した初期ATIポリペプチドによって媒介されており、それによって、リボソームは、介在物中のATIタンパク質と相互作用し、それによってmRNA翻訳の複数のラウンドのために複合体を固定することを提案する。ポックスウイルスのゲノム複製、転写、翻訳、およびウイルスの組み立ては、工場として知られる細胞質内の部位で行われます。ポックスウイルスの中には、感染性のウイルスを工場の外に隔離し、150kDaのATIタンパク質の多数のコピーで構成される包接体に封じ込めているものがあり、この包接体は環境中で安定性と保護を提供することができる。ATI mRNAは、ウイルス工場内ではなく包接体内で翻訳されていることを明らかにしました。ATI mRNAと包接体との関連付けは、局所翻訳の複数のラウンドを可能にし、工場内での早すぎるATIタンパク質の凝集とウイルスのトラップを防止する。

On-site translation of mRNAs provides an efficient means of subcellular protein localization. In eukaryotic cells, the transport of cellular mRNAs to membraneless sites usually occurs prior to translation and involves specific sequences known as zipcodes that interact with RNA binding and motor proteins. Poxviruses replicate in specialized cytoplasmic factory regions where DNA synthesis, transcription, translation, and virion assembly occur. Some poxviruses embed infectious virus particles outside of factories in membraneless protein bodies with liquid gel-like properties known as A-type inclusions (ATIs) that are comprised of numerous copies of the viral 150-kDa ATI protein. Here, we demonstrate by fluorescent hybridization that these inclusions are decorated with ATI mRNA. On-site translation is supported by the localization of a translation initiation factor eIF4E and by ribosome-bound nascent chain ribopuromycylation. Nascent peptide-mediated anchoring of ribosome-mRNA translation complexes to the inclusions is suggested by release of the mRNA by puromycin, a peptide chain terminator. Following puromycin washout, relocalization of ATI mRNA at inclusions depends on RNA and protein synthesis but requires neither microtubules nor actin polymerization. Further studies show that the ATI mRNAs remain near the sites of transcription in the factory regions when stop codons are introduced near the N terminus of the ATI or large truncations are made at the N or C termini. Instead of using a zipcode, we propose that ATI mRNA localization is mediated by ribosome-bound nascent ATI polypeptides that interact with ATI protein in inclusions and thereby anchor the complex for multiple rounds of mRNA translation. Poxvirus genome replication, transcription, translation, and virion assembly occur at sites within the cytoplasm known as factories. Some poxviruses sequester infectious virions outside of the factories in inclusion bodies comprised of numerous copies of the 150-kDa ATI protein, which can provide stability and protection in the environment. We provide evidence that ATI mRNA is anchored by nascent peptides and translated at the inclusion sites rather than in virus factories. Association of ATI mRNA with inclusion bodies allows multiple rounds of local translation and prevents premature ATI protein aggregation and trapping of virions within the factory.

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