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HIV-1 适应性研究揭示了一种新的 Env 介导的内稳机制,通过 APOBEC3G 逃避致命的超突变。

HIV-1 adaptation studies reveal a novel Env-mediated homeostasis mechanism for evading lethal hypermutation by APOBEC3G.

机构信息

Department of Biochemistry, Molecular Biology, and Biophysics, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota, United States of America.

Institute for Molecular Virology, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota, United States of America.

出版信息

PLoS Pathog. 2018 Apr 20;14(4):e1007010. doi: 10.1371/journal.ppat.1007010. eCollection 2018 Apr.

DOI:10.1371/journal.ppat.1007010
PMID:29677220
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5931688/
Abstract

HIV-1 replication normally requires Vif-mediated neutralization of APOBEC3 antiviral enzymes. Viruses lacking Vif succumb to deamination-dependent and -independent restriction processes. Here, HIV-1 adaptation studies were leveraged to ask whether viruses with an irreparable vif deletion could develop resistance to restrictive levels of APOBEC3G. Several resistant viruses were recovered with multiple amino acid substitutions in Env, and these changes alone are sufficient to protect Vif-null viruses from APOBEC3G-dependent restriction in T cell lines. Env adaptations cause decreased fusogenicity, which results in higher levels of Gag-Pol packaging. Increased concentrations of packaged Pol in turn enable faster virus DNA replication and protection from APOBEC3G-mediated hypermutation of viral replication intermediates. Taken together, these studies reveal that a moderate decrease in one essential viral activity, namely Env-mediated fusogenicity, enables the virus to change other activities, here, Gag-Pol packaging during particle production, and thereby escape restriction by the antiviral factor APOBEC3G. We propose a new paradigm in which alterations in viral homeostasis, through compensatory small changes, constitute a general mechanism used by HIV-1 and other viral pathogens to escape innate antiviral responses and other inhibitions including antiviral drugs.

摘要

HIV-1 的复制通常需要 Vif 介导的中和 APOBEC3 抗病毒酶。缺乏 Vif 的病毒会受到脱氨酶依赖和非依赖的限制过程的影响。在这里,利用 HIV-1 适应性研究来询问是否可以使带有不可修复 vif 缺失的病毒对限制水平的 APOBEC3G 产生抗性。从具有多个氨基酸取代的 Env 中回收了几种抗性病毒,这些变化本身足以保护 Vif 缺失病毒免受 T 细胞系中 APOBEC3G 依赖性限制。Env 适应性导致融合性降低,从而导致更高水平的 Gag-Pol 包装。包装的 Pol 浓度增加反过来又使病毒 DNA 复制更快,并防止 APOBEC3G 介导的病毒复制中间体的过度突变。总之,这些研究表明,一种重要的病毒活性(即 Env 介导的融合性)的适度降低,使病毒能够改变其他活性,这里是在颗粒产生过程中 Gag-Pol 包装,从而逃避抗病毒因子 APOBEC3G 的限制。我们提出了一个新的范例,即通过代偿性的微小变化来改变病毒的内稳态,这是 HIV-1 和其他病毒病原体逃避先天抗病毒反应和其他抑制(包括抗病毒药物)的一般机制。

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