フィロウイルスは、ウイルスの侵入時にHOPS複合体とUVRAGを使用してニーマンピックC1コンパートメントへのトラフィックを行います

Filoviruses use the HOPS complex and UVRAG to traffic to Niemann-Pick C1 compartments during viral entry.

• Yuxia Bo
• Shirley Qiu
• Rory P Mulloy
• Marceline Côté

抄録

エボラウイルス（EBOV）の侵入には、宿主細胞への内部化と、ウイルス膜融合のためのトリガー因子を含む後期エンドソーム／リソソソームコンパートメントに到達するためのエンドリソソームネットワークを介した広範なトラフィッキングが必要である。これらの誘発因子には、低pHで活性化された細胞カテプシンプロテアーゼが含まれ、EBOV糖タンパク質（GP）を切断してフィロウイルス受容体であるニーマンピックC1（NPC1）の結合ドメインを露出させる。本研究では、NPC1へのEBOVの輸送には、ホモ型融合・タンパク質選別複合体（HOPS）とその調節因子である紫外線耐性遺伝子（UVRAG）の発現が必要であることを報告した。誘導性CRISPR/Cas9システムを用いて、HOPSサブユニットとUVRAGを枯渇させると、すべての病原性フィロウイルスの侵入が阻害されることを実証した。UVRAGの欠失は、NPC1+細胞コンパートメントへのEBOVウイルスの送達を減少させる結果となった。さらに、HOPS 複合体との相互作用に必要とされることが知られている UVRAG のドメインを欠失させると、EBOV の侵入が阻害されることを示した。以上のことから、EBOVは効率的なウイルス侵入を媒介するために、HOPS複合体とUVRAGの発現と調節の両方を必要とすることが明らかになった。エボラウイルス（EBOV）やその他のフィロウイルスは、致死性の高い疾患の散発的で予測不可能な大発生を引き起こす。FDA承認の治療薬、特にパンフィロウイルス特異性を有する治療薬がないことから、すべてのフィロウイルスに共通するウイルスのライフサイクルの側面を理解するための継続的な研究努力の必要性が強調されています。すべてのフィロウイルスは、細胞に侵入するためには、ウイルス受容体であるニーマンピックC1を含む細胞コンパートメントに到達しなければならないので、そのようなものとして、ウイルスの侵入は特に関心の高いものである。ここでは、ウイルス侵入における広範な宿主因子の役割を調べるために、迅速かつ効率的にノックアウト細胞を生成するための誘導性CRISPR/Cas9の方法論を提示する。このアプローチを用いて、EBOVの侵入は、紫外線耐性遺伝子（UVRAG）と協調したホモタイプ融合およびタンパク質ソーティングテザリング（HOPS）複合体の両方に依存していることを示す。重要なことは、HOPS複合体とUVRAGがすべての病原性フィロウイルスによって必要とされ、パンフィロウイルス治療薬の潜在的なターゲットとなることを示していることである。

Ebola virus (EBOV) entry requires internalization into host cells and extensive trafficking through the endolysosomal network in order to reach late endosomal/lysosomal compartments that contain triggering factors for viral membrane fusion. These triggering factors include low-pH activated cellular cathepsin proteases, which cleave the EBOV glycoprotein (GP) to expose the binding domain of the filoviral receptor, Niemann-Pick C1 (NPC1). Here, we report that trafficking of EBOV to NPC1 requires expression of the homotypic fusion and protein sorting (HOPS) tethering complex as well as its regulator, UV radiation resistance associated gene (UVRAG). Using an inducible CRISPR/Cas9 system, we demonstrate that depletion of HOPS subunits as well as UVRAG impairs entry by all pathogenic filoviruses. UVRAG depletion resulted in reduced delivery of EBOV virions to NPC1+ cellular compartments. Furthermore, we show that deletion of a domain on UVRAG known to be required for interaction with the HOPS complex results in impaired EBOV entry. Taken together, our studies demonstrate that EBOV requires both expression and coordination between the HOPS complex and UVRAG in order to mediate efficient viral entry. Ebola viruses (EBOV) and other filoviruses cause sporadic and unpredictable outbreaks of highly lethal diseases. The lack of FDA-approved therapeutics, particularly those with panfiloviral specificity, highlights the need for continued research efforts to understand aspects of the viral life cycle that are common to all filoviruses. As such, viral entry is of particular interest as all filoviruses must reach cellular compartments containing the viral receptor, Niemann-Pick C1, to enter cells. Here we present an inducible CRISPR/Cas9 methodology to rapidly and efficiently generate knockout cells in order to interrogate the roles of a broad range of host factors in viral entry. Using this approach, we show that EBOV entry depends on both the homotypic fusion and protein sorting tethering (HOPS) complex in coordination with UV radiation resistance associated gene (UVRAG). Importantly, we demonstrate that the HOPS complex and UVRAG are required by all pathogenic filoviruses, representing potential targets for panfiloviral therapeutics.

Copyright © 2020 Bo et al.