Rol de los componentes del complejo nuclear de unión al cap, CBP80 y CTIF, en la síntesis de la proteína estructural Gag de VIH-1

Abstract

El virus de la inmunodeficiencia humana de tipo 1 (VIH-1) es un gran problema de salud a nivel mundial. Durante años se ha estudiado su ciclo replicativo con el objeto de generar estrategias que permitan inhibir su multiplicación. Se ha descrito que el virus genera tres clases de transcritos, de 2-, 4- y 9-kb, los cuales son producidos mediante corte y empalme alternativo. El transcrito de 9-kb, o ARN mensajero completo (ARNmc), es traducido por la maquinaria celular para producir las poliproteínas estructurales Gag y Gag-Pol. El ARNmc ha sido foco de especial interés debido a los mecanismos no convencionales que utiliza para asegurar su expresión, entre los cuales destacan su exportación nuclear y traducción. Mientras la exportación nuclear está regulada por la proteína viral Rev y la carioferina celular CRM1, se ha descrito que el ARNmc puede ser traducido por mecanismos que son dependientes e independientes de la estructura cap presente en el extremo 5´. Este proyecto se enfocó en estudiar el rol de dos componentes del complejo nuclear de unión a cap (CBP80 y CTIF) en la síntesis de la proteína estructural Gag a partir del ARNmc de VIH-1. En este trabajo, mostramos que CBP80 estimula la síntesis de Gag mediante la estimulación de la acumulación del ARNmc en el citoplasma y un aumento de la eficiencia de la traducción, esto en un mecanismo que es dependiente de Rev. También observamos que el factor CTIF, a diferencia de CBP80, inhibe la síntesis de Gag, principalmente impidiendo la traducción del ARNmc. Nuestros resultados señalan que CTIF, a través de su dominio Nterminal, impide la asociación entre CBP80 y Rev, que sería relevante para la traducción del ARNmc e induce la acumulación de esta proteína viral en el citoplasma celular. Finalmente, observamos que el efecto inhibitorio producido por CTIF es conservado en VIH-2, pero no en el virus de la leucemia murina (MLV).

Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) is a major health problem worldwide. The replication cycle of the virus has been studied for several years with the aim of generate strategies to interfere with its multiplication. It has been described that the virus produces three different classes of transcripts of 2-, 4-, and 9-kb in size, which are generated by alternative splicing. The 9-kb transcript or full-length unspliced mRNA (usmRNA) is translated to generate the structural polyproteins Gag and Gag-Pol. The usmRNA has been a focus of special interest from many years due to its ability to exploit non-conventional mechanisms of nuclear export and translation to ensure its expression. As such, while nuclear export is regulated by the viral protein Rev and the cellular karyopherin CRM1, it has also been described that the usmRNA is translated by cap-dependent and cap-independent mechanisms. The goal of this project was to study the role of two components of the nuclear cap-binding complex (CBP80 and CTIF) on the synthesis of the structural protein Gag from the usmRNA of HIV-1. In this work, we show that CBP80 stimulates the synthesis of Gag by stimulating the accumulation of the usmRNA in the cytoplasm as well as by an increasing the efficiency of translation, all this in a Rev-dependent mechanism. We also observed that the CBC co-factor CTIF, unlike CBP80, inhibits the synthesis of Gag, mainly preventing the translation of the usmRNA. Our results indicate that CTIF, through its N-terminal domain, prevents the association between CBP80 and Rev, which would be relevant for the translation of the usmRNA. We also observed that CTIF induced the accumulation of Rev in the cellular cytoplasm. Finally, we observed that the inhibitory effect of CTIF is conserved in HIV-2, but not in the murine leukemia virus (MLV).