HIV-1 co-opts host cell proteins at every step of its replication cycle to ensure proper replication. Our work identified that the HIV-1 genomic RNA is not a substrate for nonsense-mediated mRNA decay (NMD) even though it has multiple open reading frames as well as a long 3'UTR. We demonstrate that Up-frameshift protein 1 (UPF1) is involved in HIV-1 genomic RNA stability such that overexpression of UPF1 increases HIV-1 genomic RNA levels and Gag translation. Moreover, the role of UPF1 in HIV-1 is NMD-independent, is observed in both nuclear and cytoplasmic compartments and does not require binding to UPF2. Furthermore, the shuttling function of UPF1 is required for HIV-1 genomic RNA export since a UPF1 nuclear export mutant sequesters the genomic RNA in the nucleus and a nuclear localization mutant does not immunoprecipitate with the HIV-1 genomic RNA. UPF1's role in HIV-1 genomic RNA export is observed in both Rev-dependent and -independent conditions. In addition, UPF1 is found in complex with Rev, CRM1, Nup62 and DDX3, cellular proteins with already characterized roles in HIV-1 genomic RNA export. Lastly, we also identified UPF2 as a negative regulator, such that its binding to UPF1 results in the nuclear sequestration of the HIV-1 genomic RNA. We have identified a possible mechanism to explain how HIV-1 escapes the RNA quality control mechanism of NMD by co-opting UPF1 function for efficient HIV-1 genomic RNA export, stability and translation. / Le VIH-1 requiert plusieurs protéines cellulaires à chaque étape de son cycle de réplication pour assurer une réplication efficace. Notre travail a mené à l'identification que l'ARN génomique du VIH-1 n'est pas un substrat pour la dégradation des ARNm aberrants (NMD), même si elle a plusieurs cadres de lecture ainsi qu'une longue 3'UTR. Nous avons démontré que UPF1 est impliqué dans la stabilité de l'ARN génomique du VIH-1 car la surexpression de UPF1 a engendré une augmentation des niveaux d'ARN du VIH-1 et de Gag. Par ailleurs, le rôle de UPF1 est distinct de son rôle dans le mécanisme NMD, il est observé dans les compartiments nucléaires et cytoplasmiques et ne nécessite pas sa liaison à UPF2. De plus, la fonction navette de UPF1 est requise pour assurer l'exportation de l'ARN génomique du VIH-1 car le mutant NES d'UPF1 bloque son export et le mutant NLS n'immunoprécipite pas avec celui-ci. Ce nouveau rôle d'UPF1 est observé dans la présence et l'absence de Rev. De plus, UPF1 se trouve en complexe avec Rev, CRM1, Nup62 et DDX3, les protéines cellulaires déjà caractérisées comme étant impliquées dans l'exportation de l'ARN génomique du VIH-1. Enfin, nous avons également identifié UPF2 comme étant un régulateur négatif, de telle sorte que sa liaison à UPF1 engendre un blocage nucléaire de l'ARN génomique du VIH-1. Nous avons identifié un mécanisme possible démontrant comment le VIH-1 s'évade du mécanisme NMD en cooptant UPF1 pour faciliter l'exportation, la stabilité et la traduction de l'ARN génomique du VIH-1.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.116866 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Ajamian, Lara |
| Contributors | Andrew J Mouland (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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