Molecular Mechanisms of Retroviral Gag-RNA interactions in Virus Assembly

病毒组装中逆转录病毒 Gag-RNA 相互作用的分子机制

基本信息

项目摘要

Abstract Retroviruses are positive-sense, single-stranded RNA viruses that cause cancers and severe immunodeficiency diseases in animals and humans, including human immunodeficiency virus. For over a century, Rous sarcoma virus (RSV), which causes cancer in domestic fowl, has served as a powerful model system to dissect the molecular basis of retroviral replication, including retrovirus assembly. Gag, the major structural protein of retroviruses, orchestrates the assembly of virus particles that bud from the plasma membrane of infected cells. To initiate particle assembly, Gag selectively binds unspliced viral RNA as the source of genomic RNA in virions. This proposal focuses on the mechanism by which Gag selects genomic RNA, addressing fundamental, unanswered questions in the field: (i) where in the cell does the initial contact between Gag and viral RNA occur; (ii) how does Gag selectively recruit unspliced viral RNA for packaging when it comprises only ~1% of the total RNA in an infected cell; and (iii) what are the properties of Gag-viral RNA complexes that promote transport through the cell to the plasma membrane for particle release? Because virus particles bud from the plasma membrane, it was originally thought that initial Gag-genomic RNA interactions occurred in the cytoplasm. Our laboratory discovered that RSV Gag undergoes nuclear trafficking, which is required for efficient genomic viral RNA packaging. This finding raised the possibility that Gag binds genomic RNA in the nucleus, which challenges the dogma for how retroviruses package their genomes. Our imaging and biophysical studies have revealed that the RSV Gag protein forms discrete nuclear, cytoplasmic, and plasma membrane foci that have properties of biological condensates, which have recently been shown to be important in regulating cell biology processes and virus-host interactions. We have observed that the Gag nuclear foci colocalize with unspliced viral RNA, suggesting that RSV Gag initially binds genomic RNA in the nucleus. In Aim 1, we will determine whether RSV Gag binds genomic RNAs at transcription sites using super-resolution live cell imaging, deep sequencing, single molecule fluorescence imaging, and CRISPR-based approaches. In Aim 2, we will use biophysical approaches to examine whether Gag-genomic RNA complexes form biological condensates that adopt properties of membrane-less organelles and undergo liquid-liquid phase separation. We will test the hypothesis that Gag-genomic RNA condensates remain tightly packed as they cross the nuclear envelope and traffic through the cytoplasm to the plasma membrane, where virus particles are assembled. Together, these experiments will move the field forward with new insights into how retroviruses select their RNA genomes and transport them to the plasma membrane for budding.
抽象的 逆转录病毒是阳性,单链的RNA病毒,引起癌症和严重 动物和人类的免疫缺陷疾病,包括人类免疫缺陷病毒。超过一个 Century,在国内禽类中引起癌症的Rous肉瘤病毒(RSV)一直是一个强大的模型 剖析逆转录病毒复制的分子基础的系统,包括逆转录病毒组件。插科打,专业 逆转录病毒的结构蛋白质策划了从血浆中芽芽的病毒颗粒组装 感染细胞的膜。为了启动颗粒组件,插科打g选择性地结合未斑型病毒RNA作为 病毒体中基因组RNA的来源。该提案重点介绍了插科打gag选择基因组的机制 RNA,在现场解决基本的,未解决的问题:(i)在单元中进行初始接触的位置 在插科打g和病毒RNA之间发生; (ii)GAG如何选择性地募集未填充的病毒RNA用于包装 当它仅占感染细胞中总RNA的约1%时; (iii)GAG病毒的特性是什么 RNA复合物可促进通过细胞传输到质膜以释放质膜?因为 病毒颗粒来自质膜的芽,最初认为初始GAG基因组RNA 相互作用发生在细胞质中。我们的实验室发现,RSV插科打经过核贩运, 这是有效的基因组病毒RNA包装所必需的。这一发现提出了堵嘴绑定的可能性 细胞核中的基因组RNA,这挑战了逆转录病毒打包其基因组的教条。 我们的成像和生物物理研究表明,RSV GAG蛋白形成离散的核, 具有生物冷凝物特性的细胞质和质膜灶 被证明在调节细胞生物学过程和病毒宿主相互作用方面很重要。我们已经观察到 与未填充的病毒RNA共定位的GAG核灶,这表明RSV GAG最初结合基因组 核中的RNA。在AIM 1中,我们将确定RSV GAG是否在转录位点结合基因组RNA 使用超分辨率的活细胞成像,深度测序,单分子荧光成像和 基于CRISPR的方法。在AIM 2中,我们将使用生物物理方法来检查GAG基因组是否 RNA复合物形成生物冷凝物,采用无膜细胞器的特性并经历 液 - 液相分离。我们将检验以下假设:GAG基因组RNA冷凝物保持紧密 当它们越过核包膜和通过细胞质交通交通时,它们被包装到质膜,在那里 病毒颗粒组装。这些实验将共同将领域的新见解推向 逆转录病毒如何选择其RNA基因组并将其运输到质膜以进行萌芽。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Leslie J Parent其他文献

Leslie J Parent的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Leslie J Parent', 18)}}的其他基金

Role of biomolecular condensates in regulating HIV-1 viral ribonucleoprotein complex formation in the setting of substance use disorder
物质使用障碍中生物分子缩合物在调节 HIV-1 病毒核糖核蛋白复合物形成中的作用
  • 批准号:
    10398171
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Role of biomolecular condensates in regulating HIV-1 viral ribonucleoprotein complex formation in the setting of substance use disorder
物质使用障碍中生物分子缩合物在调节 HIV-1 病毒核糖核蛋白复合物形成中的作用
  • 批准号:
    10831594
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Role of biomolecular condensates in regulating HIV-1 viral ribonucleoprotein complex formation in the setting of substance use disorder
物质使用障碍中生物分子缩合物在调节 HIV-1 病毒核糖核蛋白复合物形成中的作用
  • 批准号:
    10228358
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms of Retroviral Gag-RNA interactions in Virus Assembly
病毒组装中逆转录病毒 Gag-RNA 相互作用的分子机制
  • 批准号:
    10797635
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms of Retroviral Gag-RNA interactions in Virus Assembly
病毒组装中逆转录病毒 Gag-RNA 相互作用的分子机制
  • 批准号:
    10656231
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Molecular Mechanisms of Retroviral Gag-RNA interactions in Virus Assembly
病毒组装中逆转录病毒 Gag-RNA 相互作用的分子机制
  • 批准号:
    10441591
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
The Center for HIV RNA Studies (CRNA)
HIV RNA 研究中心 (CRNA)
  • 批准号:
    8512890
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Nuclear Trafficking of the Retroviral Gag Protein
逆转录病毒 Gag 蛋白的核运输
  • 批准号:
    7901230
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Nuclear Trafficking of the Retroviral Gag Protein
逆转录病毒 Gag 蛋白的核运输
  • 批准号:
    6611470
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Nuclear Trafficking of the Retroviral Gag Protein
逆转录病毒 Gag 蛋白的核运输
  • 批准号:
    8072188
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:

相似国自然基金

采用新型视觉-电刺激配对范式长期、特异性改变成年期动物视觉系统功能可塑性
  • 批准号:
    32371047
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
采用新型肝细胞可摄取的超顺磁性氧化铁磁共振造影剂检测肝脏分段功能的动物实验研究
  • 批准号:
    81471719
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
采用模式动物及转基因技术研究人zp1突变致卵透明带缺失的机制
  • 批准号:
    81471453
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    75.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
采用光化学作用诱导视网膜水肿大鼠动物模型观察内质网应激参与细胞凋亡的机制研究
  • 批准号:
    81100681
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
采用双光子成像技术在整体动物视皮层实时研究视觉适应的形态学机制
  • 批准号:
    31171054
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

DRUG DISCOVERY BY DIRECTED EVOLUTION IN MAMMALIAN CELLS
通过哺乳动物细胞定向进化发现药物
  • 批准号:
    10644749
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Crossroads: Using decision making strategies to develop high impact content for training in rigor and transparency.
十字路口:使用决策策略来开发高影响力的内容,以进行严格和透明的培训。
  • 批准号:
    10722510
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Unified, Scalable, and Reproducible Neurostatistical Software
统一、可扩展且可重复的神经统计软件
  • 批准号:
    10725500
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Optimizing integration of veterinary clinical research findings with human health systems to improve strategies for early detection and intervention
优化兽医临床研究结果与人类健康系统的整合,以改进早期检测和干预策略
  • 批准号:
    10764456
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
Planar culture of gastrointestinal stem cells for screening pharmaceuticals for adverse event risk
胃肠道干细胞平面培养用于筛选药物不良事件风险
  • 批准号:
    10707830
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 42.04万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了