STUB1はEBNA1のSUMO相互作用モチーフを標的とし、エプスタインバーウイルスの潜伏を維持する

STUB1 is targeted by the SUMO-interacting motif of EBNA1 to maintain Epstein-Barr Virus latency.

• Yuyan Wang
• Shujuan Du
• Caixia Zhu
• Chong Wang
• Nuoya Yu
• Ziqi Lin
• Jin Gan
• Yi Guo
• Xinxin Huang
• Yuping He
• Erle Robertson
• Di Qu
• Fang Wei
• Qiliang Cai

抄録

潜在性エプスタインバーウイルス（EBV）感染は、B細胞リンパ腫や上皮性腫瘍を含むいくつかの悪性腫瘍と強く関連している。EBNA1は、EBVエピソームDNAの維持およびウイルス遺伝子転写の調節に必要とされる潜伏期にすべてのEBV関連腫瘍で発現する重要な抗原である。しかし、EBVが翻訳後制御のレベルで潜伏感染を維持するために利用されるメカニズムについては、ほとんど明らかにされていない。本研究では、EBNA1には2つのSUMO相互作用モチーフ（SIM2とSIM3）が存在し、SIM2を変異させるとEBNA1の二量体化が劇的に阻害され、SIM3を変異させるとEBNA1のリジン477でのポリSUMO2修飾に寄与することを明らかにした。プロテオミクスおよび免疫沈降解析の結果、SIM3モチーフがEBNA1が介在するSUMO2修飾STUB1、SUMO2が介在するUSP7分解、SUMO1修飾KAP1に対する阻害効果に必要であることが明らかになった。EBNASIMモチーフの欠失は、EBNA1が媒介するウイルスエピソームの維持とライチ遺伝子のサイレンシングの両方の機能喪失につながる。重要なことに、低酸素ストレスはEBNA1のSUMO2修飾を誘導し、さらにEBNA1のSTUB1、KAP1およびUSP7との解離を誘導して、リティック複製の再活性化のためのSTUB1およびKAP1の両方のSUMO1修飾を増加させる。したがって、EBNA1SIMモチーフはEBV潜伏に必須の役割を果たしており、EBV関連癌に対する潜在的な治療標的となる可能性がある。

Latent Epstein-Barr virus (EBV) infection is strongly associated with several malignancies, including B-cell lymphomas and epithelial tumors. EBNA1 is a key antigen expressed in all EBV-associated tumors during latency that is required for maintenance of the EBV episome DNA and the regulation of viral gene transcription. However, the mechanism utilized by EBV to maintain latent infection at the levels of posttranslational regulation remains largely unclear. Here, we report that EBNA1 contains two SUMO-interacting motifs (SIM2 and SIM3), and mutation of SIM2, but not SIM3, dramatically disrupts the EBNA1 dimerization, while SIM3 contributes to the polySUMO2 modification of EBNA1 at lysine 477 in vitro. Proteomic and immunoprecipitation analyses further reveal that the SIM3 motif is required for the EBNA1-mediated inhibitory effects on SUMO2-modified STUB1, SUMO2-mediated degradation of USP7, and SUMO1-modified KAP1. Deletion of the EBNASIM motif leads to functional loss of both EBNA1-mediated viral episome maintenance and lytic gene silencing. Importantly, hypoxic stress induces the SUMO2 modification of EBNA1, and in turn the dissociation of EBNA1 with STUB1, KAP1 and USP7 to increase the SUMO1 modification of both STUB1 and KAP1 for reactivation of lytic replication. Therefore, the EBNA1SIM motif plays an essential role in EBV latency and is a potential therapeutic target against EBV-associated cancers.