Single molecule localisation microscopy reveals how HIV-1 Gag proteins sense membrane virus assembly sites in living host CD4 T cells.
Single molecule localisation microscopy reveals how HIV-1 Gag proteins sense membrane virus assembly sites in living host CD4 T cells.
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DOI：
10.1038/s41598-018-34536-y
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发表时间：
2018-11-02
影响因子：
4.6
通讯作者：
Muriaux D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Floderer C;Masson JB;Boilley E;Georgeault S;Merida P;El Beheiry M;Dahan M;Roingeard P;Sibarita JB;Favard C;Muriaux D
在纳米尺度上监测病毒在宿主细胞中的组装仍然是一项重大挑战。人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）成分被定位到质膜上，在那里它们组装形成直径为100纳米的球形颗粒。有趣的是，HIV-1 Gag蛋白单独表达就足以产生类似于未成熟病毒的病毒样颗粒（vlp）。在这里，我们使用新开发的工作流程监测宿主CD4+ T细胞质膜上VLP的形成，允许分析单分子Gag蛋白定位和运动的长时间记录。在表达野生型和装配缺陷Gag突变蛋白的CD4+ T细胞中，Gag组装平台的比较表明，VLP的形成持续约15分钟，装配时间为5分钟。从膜相关Gag蛋白运动构建的捕获能量图显示，三分之一的组装能量来自Gag衣壳-衣壳的直接相互作用，而其余三分之二需要核衣壳- rna的相互作用。最后，我们发现病毒RNA基因组不会增加Gag在膜上对组装位点的吸引力，而是作为膜组装过程的时空协调者。
Monitoring virus assembly at the nanoscale in host cells remains a major challenge. Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) components are addressed to the plasma membrane where they assemble to form spherical particles of 100 nm in diameter. Interestingly, HIV-1 Gag protein expression alone is sufficient to produce virus-like particles (VLPs) that resemble the immature virus. Here, we monitored VLP formation at the plasma membrane of host CD4+ T cells using a newly developed workflow allowing the analysis of long duration recordings of single-molecule Gag protein localisation and movement. Comparison of Gag assembling platforms in CD4+ T cells expressing wild type or assembly-defective Gag mutant proteins showed that VLP formation lasts roughly 15 minutes with an assembly time of 5 minutes. Trapping energy maps, built from membrane associated Gag protein movements, showed that one third of the assembling energy is due to direct Gag capsid-capsid interaction while the remaining two thirds require the nucleocapsid-RNA interactions. Finally, we show that the viral RNA genome does not increase the attraction of Gag at the membrane towards the assembling site but rather acts as a spatiotemporal coordinator of the membrane assembly process.
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