HIV-1プロウイルス統合部位のクロマチンランドスケープがウイルス発現を決定する

The chromatin landscape at the HIV-1 provirus integration site determines viral expression.

• Gerlinde Vansant
• Heng-Chang Chen
• Eduard Zorita
• Katerina Trejbalová
• Dalibor Miklík
• Guillaume Filion
• Zeger Debyser

抄録

HIV-1は、治療を中断するとリバウンドする潜在的なプロウイルスとして、免疫系の記憶細胞に生涯持続する。したがって、この潜伏リザーバーはHIV治療の主要なターゲットである。ここでは、LEDGINsとBarcoded HIV-ensembles（B-HIVE）を用いて、統合部位と転写との直接的な関連性を調べました。LEDGINsは、HIV-1インテグラーゼとクロマチン結合因子LEDGF/p75との相互作用を阻害する抗ウイルス薬である。LEDGINsはインテグラーゼをリターゲットするツールとして使用され、HIV発現への影響はB-HIVEで測定された。B-HIVEは、HIVゲノム中のユニークなバーコードをタグ付けすることで、挿入部特異的なHIV発現を追跡します。LEDGINは、ゲノムが密集している領域や活発に転写されている領域の外への組み込みをリターゲティングすることを確認した。LEDGF/p75が認識するマーカーであるH3K36me3までの距離が明らかに増加した。LEDGIN処理はウイルスRNAの発現を減少させ、サイレントプロウイルスの割合を増加させた。最後に、LEDGIN処理後に得られたサイレントプロウイルスは、活性転写に関連するエピジェネティックマークからさらに離れた場所に位置していた。興味深いことに、エンハンサーへの近接性は、LEDGIN処理とは無関係に転写を刺激したが、H3K36me3への距離はLEDGIN処理後にのみ変化した。これらのマーカーへの近接性が RNA 発現と関連しているという事実は、プロウイルス統合部位とウイルス発現との直接的な関連を支持するものである。

HIV-1 persists lifelong in memory cells of the immune system as latent provirus that rebounds upon treatment interruption. Therefore, the latent reservoir is the main target for an HIV cure. Here, we studied the direct link between integration site and transcription using LEDGINs and Barcoded HIV-ensembles (B-HIVE). LEDGINs are antivirals that inhibit the interaction between HIV-1 integrase and the chromatin-tethering factor LEDGF/p75. They were used as a tool to retarget integration, while the effect on HIV expression was measured with B-HIVE. B-HIVE tracks insert-specific HIV expression by tagging a unique barcode in the HIV genome. We confirmed that LEDGINs retarget integration out of gene-dense and actively transcribed regions. The distance to H3K36me3, the marker recognized by LEDGF/p75, clearly increased. LEDGIN treatment reduced viral RNA expression and increased the proportion of silent provirus. Finally, silent proviruses obtained after LEDGIN treatment were located further away from epigenetic marks associated with active transcription. Interestingly, proximity to enhancers stimulated transcription irrespective of LEDGIN treatment, while the distance to H3K36me3 only changed after treatment with LEDGINs. The fact that proximity to these markers are associated with RNA expression support the direct link between provirus integration site and viral expression.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of Nucleic Acids Research.