Abstract
The type I interferon induced Mx proteins play a pivotal role in the first line of defence against viruses. Human MxA has been shown to be active against a large number of viruses including Influenza A virus, vesicular stomatitis virus, Bunyaviruses and Thogotovirus, but the exact molecular mechanism remains to be elucidated. There is evidence that Mx-proteins exert their antiviral activity via direct protein interactions. However no direct interaction between Mx-proteins and any viral protein of Influenza A virus is known. Therefore we assessed whether cellular proteins which are required for Influenza A virus replication represent a possible target of MxA. UAP56 and URH49 are two DExD/H box RNA helicases involved in mRNA export and spliceosome assembly, UAP56 was previously shown to stimulate influenza RNA synthesis in vitro. We were able to show a direct interaction between UAP56/URH49 and human MxA. Using a split GFP approach we demonstrated an interaction of UAP56/URH49 and MxA in the cytoplasm. Our results confirm the hypothesis of shuttling between nucleus and cytoplasm for UAP56/URH49 In addition UAP56 and URH49 are required for an efficient influenza A virus replication. Knockdown of UAP56 resulted in a 200-fold titer reduction for avian influenza A virus. Furthermore, we demonstrated that UAP56 is required during influenza A virus infection to prevent the formation of double stranded RNA (dsRNA), thereby preventing an activation of the type I interferon system. In summary we describe a novel interaction partner of MxA that is important for influenza A virus replication. In this study we propose a new mechanism how MxA exerts its antiviral activity by targeting cellular RNA helicases.
Mx-Proteine sind ein wichtiger Teil des Typ I Interferon-Systems und spielen eine grosse Rolle bei der Bekämpfung zahlreicher Viren. Das menschliche MxA Protein wirkt antiviral gegen eine Vielzahl von Viren, unter anderem gegen Influenza A Viren, Vesicular Stomatitis Viren, Bunyaviren und Thogotoviren. Der molekulare Mechanismus ist jedoch für die meisten Viren bisher nicht bekannt. Für Influenza A Viren konnte keine direkte Interaktion zwischen Mx-Proteinen und viralen Proteinen beschrieben werden. Wir haben die Fragestellung verfolgt, ob zelluläre Proteine, die für die Replikation von Influenza A Viren wichtig sind, ein mögliches Ziel von MxA sind. UAP56 und URH49 sind zwei DExD/H-box RNA Helikasen die für den Zusammenbau des Spliceosomes und mRNA Export verantwortlich sind. UAP56 stimuliert zudem die Influenza A Virus RNA Synthese in vitro. Wir konnten eine direkte Interaktion zwischen UAP56/URH49 und humanem MxA zeigen. Mittels eines Split-GFP Systems konnten wir zeigen, dass diese Interaktion im Zytoplasma stattfindet. Unsere Ergebnisse bestätigen die Hypothese, dass UAP56 und URH49 zwischen dem Nukleus und dem Zytoplasma “shuttlen” können. Zudem sind UAP56 und URH49 wichtig für eine effiziente Replikation von Influenza A Viren. Wir konnten eine 200-fache Reduktion des Titers für aviäre Influenza A Viren zeigen, wenn wir in Zellen UAP56 herunterregulieren. Außerdem konnten wir zeigen, dass UAP56 die Bildung von Doppelstrang-RNA während der Infektion von Influenz A Viren verhindert, wodurch das Typ I Interferon-System aktiviert werden würde. Zusammenfassend beschreiben wir hier einen neuen Interaktionspartner von MxA, welcher für die Replikation von Influenza A Viren wichtig ist. Wir schlagen in dieser Arbeit einen neuen Mechanismus für MxA vor, in welchem zelluläre RNA Helikasen und deren Interaktion mit MxA ein Teil des antiviralen Mechanismus sind.
Wisskirchen, Christian