Hijacking of cullin4-based E3 ligases confers non-proteolytic ubiquitination of influenza A virus PB2 protein
Institution:
Université de Paris (2019-....)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The ubiquitin proteasome system regulates numerous cell processes, through ubiquitination of proteins. A vast interplay between viral proteins and host UPS exists, to promote successful infection and escape host’s immune response. We focused on the interaction between influenza A virus (IAV) polymerase protein PB2 and factors of the multi-components E3 ubiquitin ligase complex based on cullin 4 (CRL4) namely DDB1, DCAF11 and DCAF12L1 (designated as CRL4s). We found that PB2 undergoes a non-proteolytic ubiquitination, catalyzed by two CRL4s during infection. These CRL4s are positive regulators of viral infection, required for an optimal virions production and normal progression of viral cycle. We identified K29-linked ubiquitin chains as the main components of the non-proteolytic PB2 ubiquitination mediated by the CRL4s, thereby providing the first example of the role of this atypical ubiquitin linkage in the regulation of a viral infection. Although CRL4 E3 ligases are able to bind to PB2 when engaged in the viral polymerase complex, they did not affect the transcription and replication of viral segments. The two CRL4 ligases catalyzed the ubiquitination of different lysines on PB2, which might support distinct functions of PB2. Our work provides the first characterization of a non-proteolytic PTM of PB2, which might be essential for the successful outcome of an IAV infection. Furthermore, using affinity-purification followed by mass spectrometry (AP/MS) we identified distinct sets of cellular factors binding to the CRL4s during IAV infection. These results point towards the rewiring of cellular proteome targeted by the pro-viral CRL4 E3 ligases during IAV infection.
Abstract FR:
Le système ubiquitine protéasome (UPS), régule un grand nombre de processus cellulaires, en catalysant l’ubiquitination des protéines. Les virus exploitent l'UPS pour favoriser l’infection, et échapper à la réponse immunitaire de l'hôte. Nous nous sommes concentrés sur l'interaction entre la protéine PB2 de la polymérase du virus de l'influenza A (IAV) et des enzymes E3 ubiquitine ligases à cullin 4 (CRL4), en particulier les facteurs les protéines DDB1, DCAF11 et DCAF12L1 les composant. Nous avons montré que deux CRL4s sont des régulateurs positifs de l'infection virale, et qu’ils catalysent l’ubiquitination de la protéine PB2 pendant l'infection. Cette ubiquitination, constituée par des chaînes poly-ubiquitine K29, n’induit pas la dégradation de PB2. Les CRL4s peuvent interagir avec PB2 lorsqu’elle est engagée dans le complexe de polymérase virale, mais n’affectent ni la transcription ni la réplication des segments viraux. Les CRL4 catalysent l'ubiquitination de différentes lysines sur PB2, qui pourraient supporter des fonctions distinctes de PB2. Nos travaux fournissent la première caractérisation d'une PTM non protéolytique de PB2, qui semble être nécessaire à l’infection optimale par les IAV. De plus, en utilisant la purification par affinité suivie d'une spectrométrie de masse (AP/MS), nous avons identifié des ensembles distincts de facteurs cellulaires se liant aux CRL4s pendant l'infection. Ces résultats pointent vers une modification du protéome cellulaire ciblé par ces CRL4 E3 ligases pro-virales pendant l'infection par les IAV.