Published February 11, 2021
| Version v1
Publication
Open
Viral RNA-binding ability conferred by SUMOylation at PB1 K612 of influenza A virus is essential for viral pathogenesis and transmission
Creators
- 1. Harbin Veterinary Research Institute
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
Description
Posttranslational modifications, such as SUMOylation, play specific roles in the life cycle of invading pathogens. However, the effect of SUMOylation on the adaptation, pathogenesis, and transmission of influenza A virus (IAV) remains largely unknown. Here, we found that a conserved lysine residue at position 612 (K612) of the polymerase basic protein 1 (PB1) of IAV is a bona fide SUMOylation site. SUMOylation of PB1 at K612 had no effect on the stability or cellular localization of PB1, but was critical for viral ribonucleoprotein (vRNP) complex activity and virus replication in vitro. When tested in vivo, we found that the virulence of SUMOylation-defective PB1/K612R mutant IAVs was highly attenuated in mice. Moreover, the airborne transmission of a 2009 pandemic H1N1 PB1/K612R mutant virus was impaired in ferrets, resulting in reversion to wild-type PB1 K612. Mechanistically, SUMOylation at K612 was essential for PB1 to act as the enzymatic core of the viral polymerase by preserving its ability to bind viral RNA. Our study reveals an essential role for PB1 K612 SUMOylation in the pathogenesis and transmission of IAVs, which can be targeted for the design of anti-influenza therapies.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تلعب تعديلات ما بعد الترجمة، مثل SUMOylation، أدوارًا محددة في دورة حياة مسببات الأمراض الغازية. ومع ذلك، فإن تأثير SUMOylation على التكيف والتسبب في انتقال فيروس الأنفلونزا A (IAV) لا يزال غير معروف إلى حد كبير. هنا، وجدنا أن بقايا اللايسين المحفوظة في الموضع 612 (K612) من البروتين الأساسي للبوليميراز 1 (PB1) من IAV هي موقع SUMOylation حسن النية. لم يكن لـ SUMOylation من PB1 في K612 أي تأثير على الاستقرار أو التوطين الخلوي لـ PB1، ولكنه كان حاسمًا للنشاط المعقد للبروتين النووي الريبوزي الفيروسي (vRNP) وتكاثر الفيروس في المختبر. عند اختبارها في الجسم الحي، وجدنا أن فوعة PB1/K612R الطافرة المعيبة في SUMOylation كانت مخففة للغاية في الفئران. علاوة على ذلك، كان الانتقال الجوي لفيروس H1N1 PB1/K612R المتحول في عام 2009 ضعيفًا في القوارض، مما أدى إلى العودة إلى النوع البري PB1 K612. من الناحية الميكانيكية، كان SUMOylation عند K612 ضروريًا لـ PB1 ليكون بمثابة اللب الإنزيمي للبوليميراز الفيروسي من خلال الحفاظ على قدرته على ربط الحمض النووي الريبي الفيروسي. تكشف دراستنا عن دور أساسي لـ PB1 K612 SUMOylation في التسبب في الأمراض وانتقال الفيروسات القلبية الوعائية، والتي يمكن استهدافها لتصميم علاجات مضادة للأنفلونزا.Translated Description (French)
Les modifications post-traductionnelles, telles que la SUMOylation, jouent un rôle spécifique dans le cycle de vie des agents pathogènes envahisseurs. Cependant, l'effet de la SUMOylation sur l'adaptation, la pathogenèse et la transmission du virus de la grippe A (IAV) reste largement inconnu. Ici, nous avons trouvé qu'un résidu de lysine conservé en position 612 (K612) de la protéine basique polymérase 1 (PB1) de l'IAV est un site de SUMOylation de bonne foi. La SUMOylation de PB1 à K612 n'a eu aucun effet sur la stabilité ou la localisation cellulaire de PB1, mais était essentielle pour l'activité du complexe ribonucléoprotéique viral (vRNP) et la réplication du virus in vitro. Lors de tests in vivo, nous avons constaté que la virulence des IAV mutants PB1/K612R défectifs pour la SUMOylation était fortement atténuée chez la souris. De plus, la transmission par voie aérienne d'un virus mutant H1N1 PB1/K612R pandémique de 2009 a été altérée chez le furet, entraînant une réversion en PB1 K612 de type sauvage. Mécaniquement, la SUMOylation à K612 était essentielle pour que PB1 agisse comme le noyau enzymatique de la polymérase virale en préservant sa capacité à se lier à l'ARN viral. Notre étude révèle un rôle essentiel pour la SUMOylation de PB1 K612 dans la pathogenèse et la transmission des IAV, qui peuvent être ciblées pour la conception de thérapies antigrippales.Translated Description (Spanish)
Las modificaciones postraduccionales, como la sumoilación, desempeñan funciones específicas en el ciclo de vida de los patógenos invasores. Sin embargo, el efecto de la sumoilación en la adaptación, patogénesis y transmisión del virus de la influenza A (IAV) sigue siendo en gran parte desconocido. Aquí, encontramos que un residuo de lisina conservado en la posición 612 (K612) de la proteína básica de polimerasa 1 (PB1) de IAV es un sitio de sumoilación de buena fe. La sumoilación de PB1 en K612 no tuvo ningún efecto sobre la estabilidad o la localización celular de PB1, pero fue crítica para la actividad del complejo de ribonucleoproteína viral (vRNP) y la replicación del virus in vitro. Cuando se probaron in vivo, encontramos que la virulencia de los IAV mutantes PB1/K612R defectuosos en la sumoilación estaba altamente atenuada en ratones. Además, la transmisión aérea de un virus mutante H1N1 PB1/K612R pandémico de 2009 se vio afectada en hurones, lo que resultó en la reversión a PB1 K612 de tipo salvaje. Mecánicamente, la SUMOilación en K612 fue esencial para que PB1 actuara como el núcleo enzimático de la polimerasa viral al preservar su capacidad para unirse al ARN viral. Nuestro estudio revela un papel esencial para la sumoilación de PB1 K612 en la patogénesis y transmisión de IAV, que puede ser objetivo para el diseño de terapias antigripales.Files
journal.ppat.1009336&type=printable.pdf
Files
(5.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b50be8c404a72d1ac92a423131022bae
|
5.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- القدرة على ربط الحمض النووي الريبي الفيروسي التي يمنحها SUMOylation في PB1 K612 من فيروس الأنفلونزا A ضرورية للتسبب في الأمراض الفيروسية وانتقالها
- Translated title (French)
- La capacité de liaison à l'ARN viral conférée par la SUMOylation à PB1 K612 du virus de la grippe A est essentielle pour la pathogenèse et la transmission virales
- Translated title (Spanish)
- La capacidad de unión al ARN viral conferida por la sumoilación en PB1 K612 del virus de la influenza A es esencial para la patogénesis y transmisión viral
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3126174324
- DOI
- 10.1371/journal.ppat.1009336
References
- https://openalex.org/W1570043828
- https://openalex.org/W191129120
- https://openalex.org/W1968056129
- https://openalex.org/W1975092906
- https://openalex.org/W1979275431
- https://openalex.org/W1983382592
- https://openalex.org/W1984881591
- https://openalex.org/W1986626475
- https://openalex.org/W2003192461
- https://openalex.org/W2013108773
- https://openalex.org/W2013853442
- https://openalex.org/W2018428924
- https://openalex.org/W2027847351
- https://openalex.org/W2043927273
- https://openalex.org/W2071561743
- https://openalex.org/W2076216495
- https://openalex.org/W2079352770
- https://openalex.org/W2089674453
- https://openalex.org/W2098686081
- https://openalex.org/W2106173155
- https://openalex.org/W2116074861
- https://openalex.org/W2133106116
- https://openalex.org/W2144813419
- https://openalex.org/W2146389912
- https://openalex.org/W2159734253
- https://openalex.org/W2163960578
- https://openalex.org/W2165392404
- https://openalex.org/W2165774777
- https://openalex.org/W2169932752
- https://openalex.org/W2193331226
- https://openalex.org/W2332229321
- https://openalex.org/W2574499239
- https://openalex.org/W2735906319
- https://openalex.org/W2766125601
- https://openalex.org/W2783838768
- https://openalex.org/W2893068856
- https://openalex.org/W2951435932
- https://openalex.org/W2971522401
- https://openalex.org/W2988157720
- https://openalex.org/W3012729233