ウイルスに結合したポリアミンは、感染性を維持し、侵入を促進するためにブニャウイルスと一緒に感染します

Virion-associated polyamines transmit with bunyaviruses to maintain infectivity and promote entry.

• Vincent Mastrodomenico
• Jeremy Esin
• Shefah Qazi
• Maxim Khomutov
• A V Ivanov
• Suchetana Mukhopadhyay
• Bryan Mounce

抄録

ウイルスは、生産的に感染するために宿主細胞の代謝物を必要とし、ウイルスがこれらの分子を利用するメカニズムは多様である。ウイルス感染に重要な細胞代謝物の一つに、細胞周期、翻訳、核酸代謝などの細胞機能に関与するポリアミンがあります。ポリアミンは様々なウイルスの複製をサポートし、転写、翻訳、ウイルスタンパク質の酵素活性などに重要な役割を果たしています。リフトバレー熱ウイルス（RVFV）は、感染性粒子を生成するためにポリアミンを必要とする陰性アンビセンスRNAウイルスである。ポリアミンが枯渇した状態では、ウイルスの複製を妨害し、免疫シグナル伝達を刺激する非感染性粒子が産生される。ここでは、RVFVが感染性を維持し、ウイルスの侵入を促進するために、ウイルスに関連するポリアミンに依存していることを明らかにした。我々は、RVFVの複製は限られたポリアミンのセットによって促進されること、そして、スペルミジンと密接に関連した分子が精製されたウイルスと関連し、感染中に細胞から細胞へと伝達されることを示している。ポリアミンを欠いたウイルスは急速に感染力を失い、温度に敏感であるため、ウイルスと関連したスペルミジンはウイルスの感染力を維持している。さらに、ポリアミンを含まないウイルスは細胞に結合するが、侵入には欠陥があり、スペルミジンを含むウイルスよりも酸性の条件を必要とする。これらのデータは、ポリアミン、特にスペルミジンがウイルスの感染性を維持する上でユニークな役割を果たしていることを強調しています。さらに、これらの研究は、RVFVウイルスに関連するポリアミンを初めて同定したものである。ポリアミンを標的とすることは、有望な抗ウイルス戦略であり、本研究は、FDA承認のポリアミン欠乏性医薬品を用いてウイルスの複製を抑制することができる新しいメカニズムを明らかにした。

Viruses require host cell metabolites to productively infect, and the mechanisms by which viruses usurp these molecules is diverse. One group of cellular metabolites important in virus infection is the polyamines, small positively charged molecules involved in cell cycle, translation, and nucleic acid metabolism, among other cellular functions. Polyamines support replication of diverse viruses, and they are important for processes such as transcription, translation, and viral protein enzymatic activity. Rift Valley fever virus (RVFV) is a negative and ambisense RNA virus that requires polyamines to produce infectious particles. In polyamine depleted conditions, noninfectious particles are produced that interfere with virus replication and stimulate immune signaling. Here, we find that RVFV relies on virion-associated polyamines to maintain infectivity and enhance viral entry. We show that RVFV replication is facilitated by a limited set of polyamines and that spermidine and closely related molecules associate with purified virions and transmit from cell to cell during infection. Virion-associated spermidine maintains virion infectivity, as virions devoid of polyamines rapidly lose infectivity and are temperature sensitive. Further, virions without polyamines bind to cells but exhibit a defect in entry, requiring more acidic conditions than virions containing spermidine. These data highlight a unique role for polyamines, and spermidine particularly, in maintaining virus infectivity. Further, these studies are the first to identify polyamines associated with RVFV virions. Targeting polyamines represents a promising antiviral strategy, and this work highlights a new mechanism by which we can inhibit virus replication through FDA-approved polyamine depleting pharmaceuticals.