The role of poly(C)-binding protein 1 in HSV-1 Infection

Abstract

Lors de l'infection par le virus herpès simplex de type 1 (VHS-1), quatre types de capsides nucléaires sont créés : les procapsides et les capsides A, B, et C. Sur les quatre capsides, seules les capsides C contiennent de l'ADN viral et deviendront des particules infectieuses. Un niveau de régulation se produit lors de la sortie du noyau qui favorise la sortie d’es capsides C du noyau. Le mécanisme qui sous-tend ce phénomène est actuellement inconnu. Les recherches actuelles suggèrent que l'interaction entre la protéine virale pUL25 modifie la conformation de la couche hexamérique plane du complexe de sortie nucléaire (NEC) pour y introduire des pentamères et donc causer un arrondissement de la membrane et le bourgeonnement des capsides. Cependant, des questions subsistent quant à la manière dont les capsides A, B et C sont différenciées au sein du noyau pour assurer une sortie spécifique de la capside C puisque pUL25 se retrouve dans tous les types de capsides. Nous étudions ici comment les protéines de l'hôte peuvent agir dans la sortie nucléaire des capsides C. En se basant sur une étude précédente du laboratoire où la protéine hôte poly(C)-binding protein 1 (PCBP1) a été trouvée spécifiquement sur les capsides C par spectrométrie de masse, nous explorons le rôle de la PCBP1 dans l'infection par le VHS-1. À l'aide d’essaies de plaques, nous montrons que la PCBP1 est importante pour l'infection virale, car en son absence, les titres diminuent et lorsque la PCBP1 est sur-exprimée, les titres augmentent. Ce résultat ne semble pas être dû au fait que les PCBP1 affectent l'expression génique de sous-ensembles de gènes viraux immédiats précoces, précoces ou tardifs, ni qu'ils affectent la réplication du génome ou son encapsidation. La réduction des PCBP1 ne provoque pas d'accumulation de capsides ou de particules matures tel qu’évalué par la microscopie électronique, mais elle augmente le nombre de capsides B enveloppées dans l'espace périnucléaire (PNS). L'inhibition de PCBP1 diminue également le niveau de protéine pUL24, une protéine virale importante pour la sortie du virus du noyau. Nos résultats démontrent que la PCBP1 pourrait réguler l’activité de pUL24, de sorte que lorsque la PCBP1 est épuisée, pUL24 permet à plus de capsides B de se rendre dans l'espace périnucléaire. Cette recherche constitue un point de départ pour une analyse plus approfondie du mécanisme exact des PCBP1 dans les infections à HSV-1. En outre, elle pourrait fournir des indices importants pour élucider comment le pUL24 favorise la sortie du nucléaire.

During herpes simplex virus type 1 (HSV-1) infection, four types of nuclear capsids are made: procapsids and A-, B- and C-capsids. Of the four capsids, only C-capsids contain the viral DNA and will become infectious progeny. A level of regulation occurs during nuclear egress that ensures only C-capsids exit the nucleus. The mechanism that underlies this phenomenon is presently unknown. Current research suggests the viral protein pUL25 alters the conformation of the viral nuclear egress complex (NEC) that forms a flat hexameric coat on nuclear membranes by the introduction of pentamers and therefore the induction of membrane rounding and viral budding. However, questions remain for how A-, B-, and C-capsids are differentiated within the nucleus to ensure C-capsid specific egress since pUL25 is found on all capsid types. Here we investigate how host proteins may play a role in nuclear egress of C-capsids. Based on the lab’s previous study where host protein poly(C)-binding protein 1 (PCBP1) was found specifically on C-capsids via mass spectrometry, we explore the role of PCBP1 in HSV-1 infection. Using plaque assays we show that PCBP-1 is important for viral infection, as in its absence titers decrease and when PCBP1 is over expressed titers increase. This result does not seem to be due to PCBP1 affecting gene expression of immediate early, early, or late viral gene subsets, nor does it seem to affect genome replication or encapsidation. PCBP1 knockdown does not cause an accumulation of capsids or mature particles as assessed by electron microscopy, but it does increase the number of enveloped B-capsids observed in the perinuclear space (PNS). Depletion of PCBP1 also decreases the level of pUL24, a viral protein implicated in viral nuclear egress. Our results suggest that PCBP1 could be regulating pUL24 for proper activity in nuclear egress, such that when PCBP1 is depleted, more B-capsids are able to bud through the PNS. This research constitutes a starting point for further analysis into the exact mechanism of PCBP1 in HSV-1 infections. In addition, it may provide important clues to elucidate how pUL24 supports nuclear egress.