DDX5はTatのコファクターとしてHIV-1の転写を増強する

DDX5 potentiates HIV-1 transcription as a co-factor of Tat.

• Nyaradzai Sithole
• Claire A Williams
• Truus E M Abbink
• Andrew M L Lever

抄録

背景:

HIV-1はヘリカーゼをコードしておらず、効率的な複製のために細胞のヘリカーゼをハイジャックしています。我々は以前、DDX5というDEADボックスヘリカーゼがHIV依存性因子であることを明らかにした。DDX5は最近、7SKのsnRNPと関連していることが明らかになった。細胞陽性転写伸長因子b（P-TEFb）は7SK snRNP上でHEXIM1/2と不活性な形で結合している。Tat/P-TEFb複合体は、HIV-1の転写伸長におけるPol IIの効率的なプロセシングに不可欠であり、TatはP-TEFbのためにHEXIM1/2と競合している。本研究では、DDX5変異体を用いて、蛋白質と蛋白質の相互作用やRNAとATPの結合を阻害するDDX5変異体のノックダウンとレスキューをsiRNA媒介で行い、HIV複製におけるDDX5の正確な役割を調べた。

BACKGROUND: HIV-1 does not encode a helicase and hijacks those of the cell for efficient replication. We and others previously showed that the DEAD box helicase, DDX5, is an essential HIV dependency factor. DDX5 was recently shown to be associated with the 7SK snRNP. Cellular positive transcription elongation factor b (P-TEFb) is bound in an inactive form with HEXIM1/2 on 7SK snRNP. The Tat/P-TEFb complex is essential for efficient processivity of Pol II in HIV-1 transcription elongation and Tat competes with HEXIM1/2 for P-TEFb. We investigated the precise role of DDX5 in HIV replication using siRNA mediated knockdown and rescue with DDX5 mutants which prevent protein-protein interactions and RNA and ATP binding.

結果:

我々は、TatとHEXIM1の相互作用においてDDX5が重要な役割を果たしていることを明らかにした。DDX5はTatの活性を増強し、TatとHEXIM1の両方に結合することから、HEXIM1/2の7SK-snRNP複合体からの解離を促進し、Tat/P-TEFbの利用を促進する可能性が示唆された。T細胞株でDDX5をノックダウンすると、HIV-1の感染力とウイルスタンパク質の産生が有意に低下することを示した。この活性はDDX5に特有のものであり、DDX5の近いパラログであるDDX17では代用できない。DDX5の過剰発現はTat/LTRプロモーターを刺激するが、他の細胞およびウイルスプロモーターを抑制する。DDX5内の保存されたATP結合、RNA結合、ヘリカーゼ関連またはタンパク質結合モチーフの個々の変異は、N末端RNA結合モチーフ、Walker Bおよびグリシン二重結合モチーフがこの機能に必須であることを示している。しかし、トランザクティベーションドメイン上に位置するWalker AとRNA結合モチーフは不要である。

RESULTS: We demonstrate a critical role for DDX5 in the Tat/HEXIM1 interaction. DDX5 acts to potentiate Tat activity and can bind both Tat and HEXIM1 suggesting it may facilitate the dissociation of HEXIM1/2 from the 7SK-snRNP complex, enhancing Tat/P-TEFb availability. We show knockdown of DDX5 in a T cell line significantly reduces HIV-1 infectivity and viral protein production. This activity is unique to DDX5 and cannot be substituted by its close paralog DDX17. Overexpression of DDX5 stimulates the Tat/LTR promoter but suppresses other cellular and viral promoters. Individual mutations of conserved ATP binding, RNA binding, helicase related or protein binding motifs within DDX5 show that the N terminal RNA binding motifs, the Walker B and the glycine doublet motifs are essential for this function. The Walker A and RNA binding motifs situated on the transactivation domain are however dispensable.

結論:

DDX5 は、HIV の効率的な転写伸長に不可欠な細胞因子である。DDX5はTatと相互作用し、HEXIM1を隔離することでP-TEFbの利用を促進する可能性があります。

CONCLUSION: DDX5 is an essential cellular factor for efficient HIV transcription elongation. It interacts with Tat and may potentiate the availability of P-TEFb through sequestering HEXIM1.