Role of the human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1) Rev protein in mitochondrial function of HEK293T cells

Abstract

It has been described that both antiretroviral therapy and infection by the human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1) causes mitochondrial dysfunction in CD4+ T cells. In large-scale proteomics studies, the HIV-1 Rev protein has been identified to have a physical interaction with mitochondrial ribosomal proteins. To establish a relationship between Rev and mitochondria, we investigated the effect of Rev expression on mitochondrial function and the expression of mitochondrial-encoded genes. For this, we expressed Rev in HEK293T cells and determined colocalization between the Rev and mitochondria, mRNA mitochondrial levels together with both, mitochondrial membrane potential (ΔΨm) and cell respiratory control. Here, we report that a small fraction of Rev colocalize with mitochondria. Our results show that Rev-expressing cells have a decreased mitochondrial number with and an increase in mitophagy hallmarks, including an increase in PINK1 levels and a decrease in mitochondrial mass. This effect on mitochondrial number, negatively affects mitochondrial DNA gene expression, accompanied by an increase in the ΔΨm of mitochondria from cells expressing Rev. To our knowledge, this is the first report characterizing a relationship between Rev expression and mitochondria, thus positioning Rev as a new participant in the control of the cellular metabolism that occurs during HIV-1 replication.

Se ha descrito que tanto la terapia antirretroviral como la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 (VIH-1) provocan disfunción mitocondrial en las células T CD4+. En estudios de proteómica a gran escala, se identificó que la proteína Rev de VIH-1 tiene una interacción física con proteínas ribosomales de la mitocondria. Para establecer una relación entre Rev y las mitocondrias, investigamos el efecto de la expresión de Rev sobre la función mitocondrial y la expresión de genes codificados en la mitocondria. Para esto, expresamos Rev en células HEK293T y determinamos la colocalización entre Rev y las mitocondrias, los niveles de ARNm mitocondriales junto con el potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm) y el control respiratorio celular. Aquí, informamos que una pequeña fracción de Rev colocaliza con las mitocondrias. Nuestros resultados muestran que las células que expresan Rev tienen un número reducido de mitocondrias y un aumento en marcadores de mitofagia, incluido un aumento en los niveles de PINK1 y una disminución en la masa mitocondrial. Este efecto sobre el número de mitocondrias afecta negativamente la expresión génica del ADN mitocondrial, acompañado de un aumento en el ΔΨm de las mitocondrias de las células que expresan Rev. Hasta donde sabemos, este es el primer informe que caracteriza una relación entre la proteína Rev de VIH-1 y las mitocondrias, lo que posiciona a Rev como un nuevo participante en el control del metabolismo celular que se produce durante la replicación del VIH-1.