Differential RNA sequence requirement for dengue virus replication in mosquito and mammalian cells

Dengue virus cycles between mosquitoes and humans. Each host provides a different environment for viral replication, imposing different selective pressures. We identified a sequence in the dengue virus genome that is essential for viral replication in mosquito cells but not in mammalian cells. This sequence is located at the viral 3′ untranslated region and folds into a small hairpin structure. A systematic mutational analysis using dengue virus infectious clones and reporter viruses allowed the determination of two putative functions in this cis-acting RNA motif, one linked to the structure and the other linked to the nucleotide sequence. We found that single substitutions that did not alter the hairpin structure did not affect dengue virus replication in mammalian cells but abolished replication in mosquito cells. This is the first sequence identified in a flavivirus genome that is exclusively required for viral replication in insect cells. Fil: Villordo, Sergio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; ArgentinaFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquimicas de Buenos Aires; Argentina. Fundación Instituto Leloir; Argentin

Dengue Virus Genome Uncoating Requires Ubiquitination

The process of genome release or uncoating after viral entry is one of the least-studied steps in the flavivirus life cycle. Flaviviruses are mainly arthropod-borne viruses, including emerging and reemerging pathogens such as dengue, Zika, and West Nile viruses. Currently, dengue virus is one of the most significant human viral pathogens transmitted by mosquitoes and is responsible for about 390 million infections every year around the world. Here, we examined for the first time molecular aspects of dengue virus genome uncoating. We followed the fate of the capsid protein and RNA genome early during infection and found that capsid is degraded after viral internalization by the host ubiquitin-proteasome system. However, proteasome activity and capsid degradation were not necessary to free the genome for initial viral translation. Unexpectedly, genome uncoating was blocked by inhibiting ubiquitination. Using different assays to bypass entry and evaluate the first rounds of viral translation, a narrow window of time during infection that requires ubiquitination but not proteasome activity was identified. In this regard, ubiquitin E1-activating enzyme inhibition was sufficient to stabilize the incoming viral genome in the cytoplasm of infected cells, causing its retention in either endosomes or nucleocapsids. Our data support a model in which dengue virus genome uncoating requires a nondegradative ubiquitination step, providing new insights into this crucial but understudied viral process. IMPORTANCE: Dengue is the most significant arthropod-borne viral infection in humans. Although the number of cases increases every year, there are no approved therapeutics available for the treatment of dengue infection, and many basic aspects of the viral biology remain elusive. After entry, the viral membrane must fuse with the endosomal membrane to deliver the viral genome into the cytoplasm for translation and replication. A great deal of information has been obtained in the last decade regarding molecular aspects of the fusion step, but little is known about the events that follow this process, which leads to viral RNA release from the nucleocapsid. Here, we investigated the fate of nucleocapsid components (capsid protein and viral genome) during the infection process and found that capsid is degraded by the ubiquitin-proteasome system. However, in contrast to that observed for other RNA and DNA viruses, dengue virus capsid degradation was not responsible for genome uncoating. Interestingly, we found that dengue virus genome release requires a nondegradative ubiquitination step. These results provide the first insights into dengue virus uncoating and present new opportunities for antiviral intervention.Fil: Byk, Laura Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Iglesias, Nestor Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: de Maio, Federico Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gebhard, Leopoldo German. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rossi, Mario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

A Proline-Rich N-Terminal Region of the Dengue Virus NS3 Is Crucial for Infectious Particle Production

Dengue virus is currently the most important insect-borne viral human pathogen. Viral nonstructural protein 3 (NS3) is a key component of the viral replication machinery that performs multiple functions during viral replication and participates in antiviral evasion. Using dengue virus infectious clones and reporter systems to dissect each step of the viral life cycle, we examined the requirements of different domains of NS3 on viral particle assembly. A thorough site-directed mutagenesis study based on solvent-accessible surface areas of NS3 revealed that, in addition to being essential for RNA replication, different domains of dengue virus NS3 are critically required for production of infectious viral particles. Unexpectedly, point mutations in the protease, interdomain linker, or helicase domain were sufficient to abolish infectious particle formation without affecting translation, polyprotein processing, or RNA replication. In particular, we identified a novel proline-rich N-terminal unstructured region of NS3 that contains several amino acid residues involved in infectious particle formation. We also showed a new role for the interdomain linker of NS3 in virion assembly. In conclusion, we present a comprehensive genetic map of novel NS3 determinants for viral particle assembly. Importantly, our results provide evidence of a central role of NS3 in the coordination of both dengue virus RNA replication and particle formation.Fil: Gebhard, Leopoldo German. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Iglesias, Nestor Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Byk, Laura Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Filomatori, Claudia Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: de Maio, Federico Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Monomeric nature of dengue virus NS3 helicase and thermodynamic analysis of the interaction with single-stranded RNA

Dengue virus nonstructural protein 3 (NS3) is a multifunctional protein formed by a superfamily-2 RNA helicase linked to a protease domain. In this work, we report results from in vitro experiments designed to determine the oligomeric state of dengue virus NS3 helicase (NS3h) and to characterize fundamental properties of the interaction with single-stranded (ss)RNA. Pulsed field gradient-NMR spectroscopy was used to determine the effective hydrodynamic radius of NS3h, which was constant over a wide range of protein concentrations in the absence and presence of ssRNA. Size exclusion chromatography-static light scattering experiments showed that NS3h eluted as a monomeric molecule even in the presence of ssRNA. Binding of NS3h to ssRNA was studied by quantitative fluorescence titrations using fluorescein-labeled and unlabeled ssRNA oligonucleotides of different lengths, and the effect of the fluorescein label on the interaction parameters was also analyzed. Experimental results were well described by a statistical thermodynamic model based on the theory of non-specific interactions of large ligands to a one-dimensional lattice. We found that binding of NS3h to ssRNA oligonucleotides and to poly(A) is characterized by minimum and occluded binding site sizes both of 10 nucleotides and by a weak positive cooperativity between adjacent proteins.Fil: Gebhard, Leopoldo German. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Incicco, Juan Jeremías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas ; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Smal, Clara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gallo, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Kaufman, Sergio Benjamín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas ; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentin

Dengue and Zika virus capsid proteins bind to membranes and self-assemble into liquid droplets with nucleic acids

Dengue virus (DENV) and Zika virus (ZIKV) capsid proteins efficiently recruit and surround the viral RNA at the endoplasmic reticulum (ER) membrane to yield nascent viral particles. However, little is known either about the molecular mechanisms by which multiple copies of capsid proteins assemble into nucleocapsids (NCs) or how the NC is recruited and wrapped by the ER membrane during particle morphogenesis. Here, we measured relevant interactions concerning this viral process using purified DENV and ZIKV capsid proteins, membranes mimicking the ER lipid composition, and nucleic acids in in vitro conditions to understand the biophysical properties of the RNA genome encapsidation process. We found that both ZIKV and DENV capsid proteins bound to liposomes at liquid-disordered phase regions, docked exogenous membranes, and RNA molecules. Liquid–liquid phase separation is prone to occur when positively charged proteins interact with nucleic acids, which is indeed the case for the studied capsids. We characterized these liquid condensates by measuring nucleic acid partition constants and the extent of water dipolar relaxation, observing a cooperative process for the formation of the new phase that involves a distinct water organization. Our data support a new model in which capsid–RNA complexes directly bind the ER membrane, seeding the process of RNA recruitment for viral particle assembly. These results contribute to our understanding of the viral NC formation as a stable liquid–liquid phase transition, which could be relevant for dengue and Zika gemmation, opening new avenues for antiviral intervention.Fil: Ambroggio, Ernesto Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Costa Navarro, Guadalupe Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pérez Socas, Luis Benito. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Bagatolli, Luis Alberto. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Structural and Functional Analysis of Dengue Virus RNA

Sequences and structures present at the 5' and 3' UTRs of RNA viruses play crucial roles in the initiation and regulation of translation, RNA synthesis and viral assembly. In dengue virus, as well as in other mosquito-borne flaviviruses, the presence of complementary sequences at the ends of the genome mediate long-range RNA-RNA interactions. Dengue virus RNA displays two pairs of complementary sequences (CS and UAR) required for genome circularization and viral viability. In order to study the molecular mechanism by which these RNA-RNA interactions participate in the viral life cycle, we developed a dengue virus replicon system. RNA transfection of the replicon in mosquito and mammalian cells allows discrimination between RNA elements involved in translation and RNA synthesis. We found that mutations within CS or UAR at the 5' or 3' ends of the RNA that interfere with base pairing did not significantly affect translation of the input RNA but seriously compromised or abolished RNA synthesis. Furthermore, a systematic mutational analysis of UAR sequences indicated that, beside the role in RNA cyclization, specific nucleotides within UAR are also important for efficient RNA synthesis.Fil: Alvarez, Diego Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Lodeiro, María Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Filomatori, Claudia Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Fucito, Silvana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Mondotte, Juan Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Dengue Virus Capsid Protein Dynamics Reveals Spatially Heterogeneous Motion in Live-Infected-Cells

Dengue is the single most important human viral infection transmitted by insects. The function of the viral proteins andtheir interactions with the host cell is under exhaustive investigation with the aim of identifying antiviral strategies. Here,using recombinant full-length dengue virus genomes, carrying a fluorescent mCherry fused to capsid, we studied biophysicalproperties of the viral protein during one infectious cycle in living cells. Dengue virus capsid protein associates to differentcellular compartments but its function in these locations is largely unknown. We evaluated the diffusion of capsid inside the celland determined a higher effective diffusion coefficient in the cytoplasm than in the nucleus. Using advanced fluorescencecorrelation methods, including the recently developed two-dimensional pair correlation analysis, we constructed for the first timehigh resolution maps of capsid mobility in an infected cell. We observed that the motion of capsid in the nucleoplasm-nucleolusinterface was highly organized, indicating an obstacle in this interface. Although nucleoli are membraneless structures, theydisplayed liquid-liquid phase separation. Once inside nucleoli, the protein showed isotropic mobility, indicating free diffusion orimmobilized capsid inside these structures. This is the first study presenting spatial and temporal dynamics of the dengue viruscapsid protein during infection.Fil: Gabriel, Manuela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Costa Navarro, Guadalupe Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: de Borba, Luana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rossi, Andrés Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Estrada, Laura Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin

Testing divalent cations as essential activators of the ATPase activity and effect of ssRNA on the catalytic cycle of Zika Virus NS3 helicase

Zika Virus non structural protein 3 (NS3h) is a molecular motor that couples translocation along single stranded and unwinding of double-stranded RNA with the catalysis of the hydrolysis of nucleoside triphosphates (NTPs)[1]. ATPase activity of NS3h is dependent on the presence of magnesium, which is an essential activator. In this work we study the effect of single-stranded RNA on the ATPase activity of NS3h and investigated the ability of different divalent cations to replace the role of magnesium. ATP substrate curves were obtained at different concentrations of homopolyribonucleotide poly(A). ATPase activity of NS3h was enhanced by the presence of RNA, we propose and fit to the experimental data a kinetic model that describes such effect. In order to determine the ability of different divalent cations to replace magnesium as an essential activator on the catalysis of ATP hydrolysis by NS3h we performed ATPase activity measurements in media containing CaCl2, SrCl2, MnSO2 or FeSO4 in the absence of Mg2+. Activity was observed in the presence of both MnSO2 and CaCl2 and was non detectable in the case of SrCl2 and FeSO4.Fil: Mikkelsen, Evelyn. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Gebhard, Leopoldo German. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Incicco, Juan Jeremías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Cababie, Leila Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Rossi, Rolando Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Kaufman, Bruno. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaXLIX Reunión Anual Sociedad Argentina de BiofísicaCiudad Autónoma de Buenos AiresArgentinaSociedad Argentina de Biofísic

In vivo pair correlation microscopy reveals dengue virus capsid protein nucleocytoplasmic bidirectional movement in mammalian infected cells

Flaviviruses are major human disease-causing pathogens, including dengue virus (DENV), Zika virus, yellow fever virus and others. DENV infects hundreds of millions of people per year around the world, causing a tremendous social and economic burden. DENV capsid (C) protein plays an essential role during genome encapsidation and viral particle formation. It has been previously shown that DENV C enters the nucleus in infected cells. However, whether DENV C protein exhibits nuclear export remains unclear. By spatially cross-correlating different regions of the cell, we investigated DENV C movement across the nuclear envelope during the infection cycle. We observed that transport takes place in both directions and with similar translocation times (in the ms time scale) suggesting a bidirectional movement of both C protein import and export. Furthermore, from the pair cross-correlation functions in cytoplasmic or nuclear regions we found two populations of C molecules in each compartment with fast and slow mobilities. While in the cytoplasm the correlation times were in the 2–6 and 40–110 ms range for the fast and slow mobility populations respectively, in the cell nucleus they were 1–10 and 25–140 ms range, respectively. The fast mobility of DENV C in cytoplasmic and nuclear regions agreed with the diffusion coefficients from Brownian motion previously reported from correlation analysis. These studies provide the first evidence of DENV C shuttling from and to the nucleus in infected cells, opening new venues for antiviral interventions.Fil: Sallaberry, Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Luszczak, Alexis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Philipp, Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Costa Navarro, Guadalupe Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gabriel, Manuela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Gratton, Enrico. University of California; Estados UnidosFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Estrada, Laura Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentin

Thermodynamic study of the effect of ions on the interaction between dengue virus NS3 helicase and single stranded RNA

Dengue virus nonstructural protein 3 (NS3) fulfills multiple essential functions during the viral replication and constitutes a prominent drug target. NS3 is composed by a superfamily-2 RNA helicase domain joined to a serine protease domain. Quantitative fluorescence titrations employing a fluorescein-tagged RNA oligonucleotide were used to investigate the effect of salts on the interaction between NS3 and single stranded RNA (ssRNA). We found a strong dependence of the observed equilibrium binding constant, Kobs, with the salt concentration, decreasing at least 7-fold for a 1-fold increase on cation concentration. As a result of the effective neutralization of ~10 phosphate groups, binding of helicase domain of NS3 to ssRNA is accompanied by the release of 5 or 7 monovalent cations from an oligonucleotide or a polynucleotide, respectively and of 3 divalent cations from the same oligonucleotide. Such estimates are not affected by the type of cation, either monovalent (KCl, NaCl and RbCl) or divalent (MgCl2 and CaCl2), nor by the presence of the protease domain or the fluorescein label. Combined effect of mono and divalent cations was well described by a simple equilibrium binding model which allows to predict the values of Kobs at any concentration of cations.Fil: Cababie, Leila Alejandra. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Incicco, Juan Jeremías. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Gonzalez-Lebrero, Rodolfo Martin. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Roman, Ernesto Andres. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Gebhard, Leopoldo German. Universidad Nacional de Quilmes. Departamento de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Kaufman, Sergio Benjamín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin