ウイルス複製サイクルにおけるアデノウイルス5 E1Aエクソン1欠失変異体のキャラクタリゼーション

Characterization of Adenovirus 5 E1A Exon 1 Deletion Mutants in the Viral Replicative Cycle.

• Rita Costa
• Nikolas Akkerman
• Drayson Graves
• Leandro Crisostomo
• Scott Bachus
• Peter Pelka

抄録

ヒトアデノウイルス感染は、初期領域1A（E1A）タンパク質によって駆動され、ウイルスゲノムが細胞核に運ばれた後に最初に発現するタンパク質である。E1Aは、感染の過程ですべてのウイルス転写ユニットの発現を活性化するとともに、ウイルスの複製をサポートするために感染細胞をリプログラミングする役割を担っています。E1Aは広範囲に研究されてきたが、これらの研究のほとんどは、完全感染時以外の保存領域の機能を理解することに焦点を当ててきた。ここでは、E1Aエクソン1の小さな欠失がウイルスの複製サイクルに及ぼす影響を調べた。ほとんどすべての欠失がウイルス複製に負の影響を及ぼすことがわかったが、変異体1106で見つかった1つの欠失を除いては、309を発現する野生型E1Aよりも優れた複製を示した。増殖に加えて、ゲノム複製、細胞毒性効果の誘導、遺伝子およびタンパク質の発現、Ｅ１Ａ変異体タンパク質の細胞内局在化、細胞Ｓ期の誘導、およびＳ期特異的細胞遺伝子の活性化について、ウイルス変異体を評価した。重要なことに、我々の研究では、ウイルスの複製は、ゲノムを複製する能力や後期タンパク質を発現する能力のようなウイルスの特異的な側面ではなく、これらが一定レベルで発現した後に、宿主特異的な因子によって制限される可能性が高いことを発見した。さらに、保存領域外の変異体がウイルスの体力に大きな影響を与えることを示す。全体として、我々の研究は、ウイルスフィットネスにおけるエクソン1 E1A欠失変異体1100シリーズの最初の包括的な評価であり、正常なヒト細胞におけるウイルス複製へのE1Aの寄与についての重要な洞察を提供する。

Human adenovirus infection is driven by Early region 1A (E1A) proteins, which are the first proteins expressed following the delivery of the viral genome to the cellular nucleus. E1A is responsible for reprogramming the infected cell to support virus replication alongside the activation of expression of all viral transcriptional units during the course of the infection. Although E1A has been extensively studied, most of these studies have focused on understanding the conserved region functions outside of a full infection. Here, we investigated the effects of small deletions in E1A exon 1 on the viral replicative cycle. Almost all deletions were found to have a negative impact on viral replication with the exception of one deletion found in the mutant 1106, which replicated better than the wild-type E1A expressing 309. In addition to growth, we assessed the virus mutants for genome replication, induction of the cytopathic effect, gene and protein expression, sub-cellular localization of E1A mutant proteins, induction of cellular S-phase, and activation of S-phase specific cellular genes. Importantly, our study found that virus replication is likely limited by host-specific factors, rather than specific viral aspects such as the ability to replicate genomes or express late proteins, after a certain level of these has been expressed. Furthermore, we show that mutants outside of the conserved regions have significant influence on viral fitness. Overall, our study is the first comprehensive evaluation of the 1100 series of exon 1 E1A deletion mutants in viral fitness and provides important insights into the contribution that E1A makes to viral replication in normal human cells.