Unravelling the interplay between influenza A virus and transfer RNA-modifying enzymes

Abstract

Viruses, such as the influenza A virus (IAV), are the causative agent for most of the annual respiratory epidemics in humans, and they take control of the host cell machinery and establish precise interactions with cellular components in order to propagate. The fundamental reason why viruses need living cells to multiply, is because they lack key elements that are needed for replication such as transfer ribonucleic acids (tRNAs). IAV has been shown to specifically manipulate the host-cell tRNA population to enable the efficient translation of viral proteins. tRNAs are modified, post-transcriptionally, by tRNA-modifying enzymes (TMEs) to ensure their stability and efficient translation. The majority of these modifications occurs at the wobble position, located at the anticodon loop, although they may also happen in other areas of the tRNA structure. In this study we aimed to determine whether IAV infection leads to changes in the expression of the genes that code for the TMEs. Our results demonstrated that particular genes (ELP1, ELP3, ELP6, ALKBH8 and TRMT2A) were overexpressed two hours post-infection while no striking changes were detected in other time points. We also aimed to determine whether the lack of ELP3 would influence the viral particle production by the infected cells. Using ELP3 knockout cells, our preliminary results show that the absence of this TME notably reduces viral production, suggesting a relevant role for ELP3 on the IAV life-cycle.

Os vírus, como por exemplo o vírus da influenza A (VIA), são os agentes causadores da maior parte das epidemias respiratórias anuais em seres humanos: apoderam-se e controlam a maquinaria das células hospedeiras e estabelecem interações precisas com múltiplos componentes celulares, a fim de se propagarem. A razão fundamental pela qual os vírus precisam de células vivas para se multiplicarem, é o facto de não possuírem componentes fundamentais necessários para a replicação, como por exemplo, os ácidos ribonucleicos de transferência (ARNt). Alguns estudos demonstraram que o VIA manipula as populações de ARNt de células hospedeiras de forma a induzir a tradução eficiente de proteínas virais. Os ARNt são modificados, pós-transcrição, por enzimas modificadoras de ARNt (EMTs) de forma a garantir a estabilidade dos ARNt e que a tradução ocorra da forma mais eficiente possível. A maioria dessas modificações ocorre na posição 34 dos ARNt, localizada no anti codão, embora essas modificações também ocorram em outras áreas da estrutura dos ARNt. Neste estudo, procurámos determinar se a infeção pelo VIA levava a alterações na expressão dos genes que codificam para as EMTs. Os resultados obtidos demonstraram que alguns genes (ELP1, ELP3, ELP6, ALKBH8 e TRMT2A) estavam a ser sobre-expressos duas horas após a infeção, enquanto nenhuma outra mudança significativa foi detetada em outros momentos. Para além disso procurámos também determinar se a falta de ELP3 influenciaria de alguma forma a produção de partículas virais pelas células infetadas. Resultados preliminares obtidos usando células knockout para ELP3, indicam que a ausência dessa enzima reduz notavelmente a produção viral, sugerindo um papel relevante para a ELP3 no ciclo de vida do VIA.