HIV-1 Integrase Binds the Viral RNA Genome and Is Essential during Virion Morphogenesis.
HIV-1 Integrase Binds the Viral RNA Genome and Is Essential during Virion Morphogenesis.
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DOI：
10.1016/j.cell.2016.07.044
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发表时间：
2016-08-25
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Kvaratskhelia, Mamuka
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kessl, Jacques J.;Kutluay, Sebla B.;Townsend, Dana;Rebensburg, Stephanie;Slaughter, Alison;Larue, Ross C.;Shkriabai, Nikoloz;Bakouche, Nordine;Fuchs, James R.;Bieniasz, Paul D.;Kvaratskhelia, Mamuka
虽然HIV-1整合酶(IN)在病毒DNA整合到人类染色体中的重要作用已被确立，但对IN突变体和变构IN抑制剂(ALLINI)的研究表明，IN也可以影响病毒颗粒的成熟。然而，IN对病毒粒子形态发生的作用仍然是个谜。在这里，我们证明了IN直接与病毒RNA基因组结合在病毒粒子中。这些相互作用具有特异性，因为IN对选定的病毒RNA结构元件表现出明显的偏好。我们发现，选择性地损害其与病毒RNA结合的IN替换会导致偏心的、非传染性的病毒粒子，而不会影响核衣壳与RNA的相互作用。同样，ALLINI在野生型病毒粒子中损害IN与病毒RNA的结合，但不能逃脱突变病毒。这些结果揭示了在病毒粒子形态形成过程中IN与病毒RNA基因组结合的意想不到的生物学作用，并阐明了ALLINI的作用方式。HIV-1整合酶与病毒RNA基因组的结合是形成具有感染性的病毒颗粒所必需的，并可被变构整合酶抑制剂削弱。
While an essential role of HIV-1 integrase (IN) for integration of viral cDNA into human chromosome is established, studies with IN mutants and allosteric IN inhibitors (ALLINIs) have suggested that IN can also influence viral particle maturation. However, it has remained enigmatic as to how IN contributes to virion morphogenesis. Here we demonstrate that IN directly binds the viral RNA genome in virions. These interactions have specificity as IN exhibits distinct preference for select viral RNA structural elements. We show that IN substitutions that selectively impair its binding to viral RNA result in eccentric, non-infectious virions without affecting nucleocapsid-RNA interactions. Likewise, ALLINIs impair IN binding to viral RNA in virions of wild type but not escape mutant virus. These results reveal an unexpected biological role of IN binding to the viral RNA genome during virion morphogenesis and elucidate the mode of action of ALLINIs. HIV-1 integrase binding to the viral RNA genome is necessary for formation of infectious viral particles and can be impaired by allosteric integrase inhibitors.
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