インフルエンザAウイルスNS1は、dsRNA結合依存的にゲノムパッケージングを促進することで、ウイルスの感染性を最適化する

Influenza A virus NS1 optimises virus infectivity by enhancing genome packaging in a dsRNA-binding dependent manner.

• Tim Wai Sha
• Michaela Weber
• Dacquin M Kasumba
• Takeshi Noda
• Masahiro Nakano
• Hiroki Kato
• Takashi Fujita

抄録

背景:

インフルエンザAウイルス（IAV）の非構造タンパク質1（NS1）は、宿主細胞における抗ウイルス応答を阻害し、それによってウイルスの複製を促進する重要な役割を果たしています。しかし、NS1の他の役割は、宿主細胞の抗ウイルス反応を阻害することとは無関係であることはあまり知られていない。

BACKGROUND: The non-structural protein 1 (NS1) of influenza A virus (IAV) is a key player in inhibiting antiviral response in host cells, thereby facilitating its replication. However, other roles of NS1, which are independent of antagonising host cells' antiviral response, are less characterised.

方法:

そこで、NS1 の発現を欠く組換えウイルスを用いて、抗ウイルス欠損細胞（RIG-I KO 細胞）への感染時の表現型を、NS1 の存在下でも非存在下でも観察した。さらに、ウイルス様粒子（VLP）作製システムを用いて、我々の知見をさらに裏付けることができた。

METHODS: To investigate these unidentified roles, we used a recombinant virus, which lacks NS1 expression, and observed its phenotypes during the infection of antiviral defective cells (RIG-I KO cells) in the presence or absence of exogeneous NS1. Moreover, we used virus-like particle (VLP) production system to further support our findings.

結果:

我々の実験では、NS1 を欠損した IAV は、RIG-I KO 細胞では野生型 IAV よりも複製効率が悪く、この複製欠損は NS1 の異所性発現によって補完されることが示された。以前に示唆されたように、NS1はウイルスに組み込まれており、ウイルスの転写と翻訳の制御に関与している。その結果、NS1がウイルスゲノムのVLPへのパッケージングを促進し、VLPによる効率的なミニゲノム導入を可能にしていることを明らかにした。さらに、NS1 の二本鎖 RNA 結合ドメインに点変異（R38A）を導入すると、NS1 とミニゲノムの VLP への取り込みが阻害されることを明らかにした。

RESULTS: Our experiments demonstrated that IAV deficient in NS1 replicates less efficiently than wild-type IAV in RIG-I KO cells and this replication defect was complemented by ectopic expression of NS1. As suggested previously, NS1 is incorporated in the virion and participates in the regulation of viral transcription and translation. Using the VLP production system, in which minigenome transcription or viral protein production was unaffected by NS1, we demonstrated that NS1 facilitates viral genome packaging into VLP, leading to efficient minigenome transfer by VLP. Furthermore, the incorporation of NS1 and the minigenome into VLP were impaired by introducing a point mutation (R38A) in the double stranded RNA-binding domain of NS1.

結論:

これらの結果から、NS1 は dsRNA 結合依存的にゲノムパッケージングを改善するという新しい機能を持っていることが示唆されました。これらの結果から、NS1は、宿主免疫を阻害するだけでなく、ウイルスの複製やゲノムパッケージングを促進することで、プロウイルスの重要な制御因子として機能していることが明らかになりました。

CONCLUSION: These results suggest a novel function of NS1 in improving genome packaging in a dsRNA binding-dependent manner. Taken together, NS1 acts as an essential pro-viral regulator, not only by antagonizing host immunity but also by facilitating viral replication and genome packaging.