Studies of NAD-RNA and its function in HIV-1 infection

Abstract

Viry se vyznačují jednoduchou strukturou a jsou dobře popsány ve vědecké literatuře. Na základě studií provedených na virech bylo učiněno mnoho objevů týkajících se RNA modifikací. HIV-1 infekce snižuje množství buněčného nikotinamidadenindinukleotidu (NAD). Nedávné studie ukázaly, že NAD může sloužit jako 5' nekanonická čepička některých RNA u bakterií, kvasinek, rostlin a savců. NAD ovlivňuje RNA stabilitu a účinnost RNA translace. O funkci NAD čepičky se však ví stále málo. Tato práce se zabývá NAD čepičkou v souvislosti s HIV-1 infekcí, přičemž v rámci jiné práce jsme studovali m1A modifikaci v HIV-1. Zjistili jsme, že HIV-1 infekce ovlivňuje nejen buněčné hladiny NAD, ale také množství NAD čepiček na sRNA. Pomocí NAD captureSeq jsme identifikovali čtyři snRNA (U1, U4ATAC, U5E a U7) a čtyři snoRNA (SNORD3G, SNORD102, SNORA50A a SNORD3B), které po HIV-1 infekci ztrácejí NAD čepičky. Zvláště zajímavá je U1 snRNA, která má sekvenci komplementární s HIV-1 pre-mRNA a váže se na ni při sestřihu. Zjistili jsme, že NAD čepička destabilizuje komplex HIV-1 pre-mRNA a U1 snRNA. DXO je enzym odstraňující NAD čepičku. Připravili jsme buňky se zvýšenou produkcí DXO a sledovali jsme množství NAD-RNA ve spojitosti s infektivitou HIV-1. Zvýšená produkce DXO způsobuje snížené množství NAD-RNA a zvýšenou...

Viruses have a simple structure and are well described in scientific literature. Based on studies conducted on viruses, many discoveries regarding RNA modifications have been made. HIV-1 infection reduces the amount of cellular nicotinamide adenine dinucleotide (NAD). Recent studies have shown that NAD can serve as a 5' non-canonical cap for some RNAs in bacteria, yeast, plants, and mammals. NAD capping affects RNA stability and the efficiency of RNA translation. However, surprisingly little is known about the function of NAD cap. This work focuses on NAD capping in the context of HIV-1 infection, while in another study, we also investigated the m1A modification in HIV-1. We found that HIV-1 infection affects not only cellular levels of NAD but also the amount of NAD caps on sRNA. Using NAD captureSeq, we identified four snRNAs (U1, U4ATAC, U5E, and U7) and four snoRNAs (SNORD3G, SNORD102, SNORA50A, and SNORD3B) that lose their NAD caps after HIV-1 infection. Particularly interesting is U1 snRNA, which has a sequence complementary to HIV-1 pre-mRNA and binds to it during splicing. We discovered that the NAD cap destabilizes the complex between HIV-1 pre-mRNA and U1 snRNA. DXO is an NAD decapping enzyme. We prepared cells with DXO overexpression and examined the amount of NAD-RNA in connection with...