Small non-coding RNAs as determinants of viral replication

Abstract

Influenza A virus (IAV) is a respiratory virus in constant circulation throughout the world, causing annual epidemics and resulting in millions of deaths. IAV proteins interact with numerous host cellular proteins and hijacks the host cellular machinery for virus replication and translation. Recently, several lines of evidence demonstrated that small non-coding RNAs (sncRNAs), such as microRNAs (miRNAs) and transfer RNA derived-small RNA (tsRNAs), were affected by viral infections. In fact, it has been shown that sncRNAs expression can change in response to viral infections, indicating that these molecules might play important roles in modulating viral infections using different mechanisms. However, their relevance for viral replication or host antiviral responses are still not clear. As such, with this project, we aimed to study the role of sncRNAs in IAV infection and unravel their relevance as putative therapeutic targets. To that end, we traced the profile of sncRNAs during viral infection by Next Generation small-RNA sequencing. We identified several deregulated miRNAs during IAV infection that putatively target genes involved in the immune response. Concerning the tsRNA profile, most of the tsRNAs identified were tRNA-derived fragments (tRFs) that were formed upon IAV infection. Our data suggests that sncRNAs can have a crucial role in viral infection, however further studies need to be performed to understand how they regulate infection. Furthermore, the role of two tRFs (5’ tRF-GLU-CTC and 5’ tRF-GLU-TTC) in viral replication was tested, and we found that their abundance impairs IAV replication. Ultimately, we believe that understanding the effects of sncRNAs and their targets during IAV infection will enable the discovery of new antiviral therapeutic strategies.

O vírus da Influenza A (VIA) é um vírus respiratório em constante circulação em todo o mundo, e que causa epidemias anuais e leva a milhões de mortes. As proteínas do VIA interagem com inúmeras proteínas celulares do hospedeiro e usam a maquinaria celular para a replicação e tradução do vírus. Recentemente, várias linhas de evidência demonstraram que os pequenos RNAs não codificantes, como microRNAs e fragmentos derivados de tRNA (tsRNAs), são afetados por infeções virais. De facto, foi demonstrado que a expressão dos pequenos RNAs não codificantes pode mudar em resposta a infeções virais, indicando que estas moléculas podem desempenhar papéis importantes na modulação de infeções virais usando diferentes mecanismos. No entanto, a sua relevância para a replicação viral ou respostas antivirais do hospedeiro ainda não é clara. Assim, com este projeto, pretendemos estudar o papel de pequenos RNAs não codificantes na infeção pelo VIA e desvendar a sua relevância como eventuais alvos terapêuticos. Para isso, foi traçado o perfil destes RNAs durante a infeção viral por sequenciação de nova geração. Identificámos vários miRNAs desregulados durante a infeção por VIA, que têm como potenciais alvos genes envolvidos na resposta imune. Em relação ao perfil de tsRNAs, a maioria dos identificados foram induzidos apenas pela infeção pelo VIA. Assim, os nossos dados sugerem que os pequenos RNAs não codificantes podem ter um papel crucial na infeção viral, no entanto mais estudos precisam de ser realizados para entender como é que estes regulam a infeção. Além disso, o papel de dois tsRNAs (5' tRF-GLU-CTC e 5' tRF-GLU-TTC) na replicação viral foi testado e descobrimos que a sua presença inibe a replicação do VIA. Como conclusão, acreditamos que a compreensão dos efeitos dos pequenos RNAs não codificantes e seus alvos na infeção por VIA permitirá a descoberta de novas estratégias terapêuticas antivirais.