-アヒル・テンブス・ウイルス RNA の非翻訳領域に存在する-作用配列や二次構造は、キャップに依存しない翻訳やウイルスの増殖に重要な役割を果たしていると考えられています

-acting sequences and secondary structures in untranslated regions of duck Tembusu virus RNA are important for cap-independent translation and viral proliferation.

• Tao Wang
• Andres Merits
• Yuanyuan Wu
• Mingshu Wang
• Renyong Jia
• Dekang Zhu
• Mafeng Liu
• Xinxin Zhao
• Qiao Yang
• Ying Wu
• Shaqiu Zhang
• Yunya Liu
• Ling Zhang
• Yanling Yu
• Leichang Pan
• Shun Chen
• Anchun Cheng

抄録

アヒル・テンブス・ウイルス（DTMUV；属）は、アヒル卵落とし症候群の原因菌であり、人獣共通感染の可能性がある。フラビウイルスの陽性鎖RNAゲノムはキャップ依存的に翻訳されるのが一般的である。しかし、デングウイルスやジカウイルスもキャップに依存しない翻訳を行っている。本研究では、DTMUV、蚊媒介テンブウイルス（TMUV）および日本脳炎ウイルスの5'および3'未翻訳領域（UTR）を含むRNAが、哺乳類、鳥類および蚊の細胞においてキャップ非依存的な方法で翻訳され得ることを示す。フラビウイルスの５'ＵＴＲの第２オープンリーディングフレームの翻訳をバイシストロンＲＮＡで指示する能力は、内部リボソームエントリーサイト（ＩＲＥＳ）脳脊髄炎ウイルスで観察されたものよりもはるかに低く、実質的なＩＲＥＳ活性の欠如を示唆していた。代わりに、ＤＴＭＵＶ ＲＮＡのキャップ非依存性翻訳は、３'ＵＴＲ、ＵＴＲおよび特定のＲＮＡ配列の両方に位置するＲＮＡ二次構造の存在に依存していた。キャップ非依存的翻訳を阻害する変異は、DTMUVの増殖を減少させ、感染したアヒル胚の死を防ぐことはできなかったが、遅らせることができた。このように、DTMUVの5'UTRと3'UTRは、DTMUVの伝播と病原性に重要なキャップおよびIRES非依存性のRNAゲノム翻訳戦略を使用することを可能にしている。DTMUV属には、ヒトの主要な病原体のほか、人獣共通感染症の可能性を持つ動物感染症ウイルスが含まれています。これらのウイルスの脅威に対抗するためには、その基本的な生物学を理解し、普遍的な減衰戦略を開発することが重要である。本研究では、5種類のフラビウイルスがキャップ非依存翻訳を利用していることを明らかにし、この現象がフラビウイルス属のすべてのメンバーに共通していることを示した。また、フラビウイルスのキャップ非依存翻訳のメカニズムは、IRES による翻訳とは異なり、5'UTR と 3'UTR の両方に依存していることが明らかになった。キャップ非依存翻訳は蚊細胞でも観察されており、フラビウイルス感染におけるキャップ非依存翻訳の役割は、宿主の翻訳停止の結果の回避に限定されるものではないと考えられる。また、キャップ非依存性翻訳を阻害することにより、ウイルスの増殖が抑制されることを見いだし、この方法がフラビウイルスのワクチン候補としての減衰型変異体の作製に応用できることを示した。

Duck Tembusu virus (DTMUV; genus ) is a causative agent of duck egg drop syndrome and has zoonotic potential. The positive strand RNA genomes of flaviviruses are commonly translated in a cap-dependent manner. However, Dengue and Zika viruses also exhibit cap-independent translation. In this study, we show that RNAs containing 5' and 3' untranslated regions (UTRs) of DTMUV, mosquito-borne Tembusu virus (TMUV) and Japanese encephalitis virus can be translated in a cap-independent manner in mammalian, avian and mosquito cells. The ability of the 5'UTRs of flaviviruses to direct the translation of a second open reading frame in bicistronic RNAs was much lower than that observed for internal ribosome entry site (IRES) encephalomyocarditis virus, indicating a lack of substantial IRES activity. Instead, cap-independent translation of DTMUV RNA was dependent on the presence of a 3'UTR, RNA secondary structures located in both UTRs and specific RNA sequences. Mutations inhibiting cap-independent translation decreased DTMUV proliferation and delayed, but did not prevent, the death of infected duck embryos. Thus, the 5' and 3'UTRs of DTMUV enable this virus to use a cap- and IRES-independent RNA genome translation strategy that is important for its propagation and virulence. Genus includes major human pathogens as well as animal-infecting viruses with zoonotic potential. In order to counteract the threats these viruses represent, it is important to understand their basic biology, to develop universal attenuation strategies. Here we demonstrated that five different flaviviruses use cap-independent translation, indicating that this phenomenon is probably general for all members of the genus. The mechanism used for flavivirus cap-independent translation was found to be different from that of IRES mediated translation and dependent both on 5' and 3'UTRs that act As cap-independent translation was also observed in mosquito cells, its role in flavivirus infection is unlikely limited to the evasion of consequences of the shutoff of host translation. We found that the inhibition of cap-independent translation results in decrease viral proliferation, indicating that this strategy could be applied to produce attenuated variants of flaviviruses as potential vaccine candidates.

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