Novel antiviral mechanism of IFN-stimulated gene 20(ISG20) via translational suppression
Nouveau mécanisme antivirale de l’IFN-stimulated gene 20 (ISG20) par la répression translationalle
Résumé
Interferons specify a complex antiviral response that upon the detection of pathogens through various cellular pattern-recognition receptors (PRRs) lead to the induction of hundreds of genes named interferon-stimulated genes (ISGs). Several ISGs have been reported to restrict viral infection, however the antiviral role/s of many of them remains either unknown or poorly characterized. During my thesis I have focused on the characterization of ISG20 during the replication of two viruses, VSV and HIV-1. ISG20 had been previously identified as an antiviral 3’-5’ exonuclease and was thought to act by directly degrading viral genomes. However, the decrease in viral RNAs specified by ISG20 was controversial. To gather further insights into the mechanism with which ISG20 interfered with viral replication, I constructed several mutants of ISG20. The results we have obtained indicated that the antiviral activity of ISG20 does not solely rely on it's the ability of ISG20 to degrade RNA, as several mutants were identified that lost their antiviral properties despite a robust RNase capacity in vitro.We have found here that ISG20 could block viral replication through a block in translation. This block occurred both during viral infection as well as during the ectopic expression of reporter genes in ISG20-expressing cells. The results we have obtained indicate that ISG20 affects both cap- and IRES-mediated translation in a manner that is very likely independent from translation initiation.To substantiate the antiviral role of ISG20 during viral infection, knock-out isg20 -/- mice were generated and then analyzed for their ability to support VSV infection in vivo. The results obtained, clearly implicate ISG20 in the natural control of viral spread in vivo, strongly supporting our data ex vivo.Overall, the data obtained during my thesis indicate that ISG20 is an important antiviral factor and shed light on a novel mechanism of viral inhibition whereby ISG20 interferes with viral mRNA translation.
La réponse interféron est une réponse antivirale complexe qui, après la détection de pathogènes par des PRR (récepteurs de motifs associés aux pathogènes), conduit à l’induction de centaines de gènes appelés ISG (gènes stimulés par l’interféron). Dans la littérature, il existe plusieurs ISG capables de s’opposer à l’infection virale ; cependant le rôle antiviral précis d’un grand nombre d’entre eux reste inconnu ou mal caractérisé. Pendant ma thèse, je me suis concentré sur la caractérisation d’ISG20 pendant la réplication de deux virus, VSV et le VIH-1. La protéine ISG20 a été décrite au préalable comme une exonucléase 3’-5’ antivirale en agissant sur la dégradation directe du génome viral. Cependant, la diminution de la quantité d’ARN viraux liée à ISG20 était controversée.Afin de mieux comprendre le mécanisme par lequel ISG20 interfère avec la réplication virale, j’ai construit plusieurs mutants d’ISG20. Les résultats obtenus indiquent que l’activité antivirale d’ISG20 ne repose pas uniquement sur sa capacité à dégrader l’ARN, puisque plusieurs mutants ont perdu leurs propriétés antivirales malgré une robuste activité RNase in vitro.Mes résultats montrent qu’ISG20 peut bloquer la réplication virale en bloquant la traduction. Dans les cellules exprimant ISG20, ce blocage intervient à la fois pendant l’infection virale et lors de l’expression ectopique de gènes rapporteurs. Les résultats que nous avons obtenus indiquent que la protéine ISG20 affecte la traduction qu’elle soit cap- ou IRES-dépendant. Cette inhibition de la traduction est très probablement indépendante de l’initiation.Afin d’étayer le rôle antiviral d’ISG20 pendant l’infection virale, des souris invalidées pour isg20 (-/-) ont été générées et leur capacité à supporter l’infection par VSV in vivo a été analysée. Les résultats obtenus impliquent clairement ISG20 dans le contrôle naturel de la propagation virale in vivo, confirmant nos données ex vivo.Dans l’ensemble, les données obtenues pendant ma thèse indiquent qu’ISG20 est un important facteur antiviral et mettent en évidence un nouveau mécanisme d’inhibition virale où ISG20 interfère avec la traduction d’ARNm viral.
Origine : Version validée par le jury (STAR)