コロナウイルス感染は、その非構造タンパク質13とDNAポリメラーゼδのp125サブユニットとの相互作用により、DNA複製ストレスを部分的に誘導しますδ

細胞周期制御の混乱は、コロナウイルス感染性気管支炎ウイルス (IBV) を含む多くの DNA および RNA ウイルスによる感染の特徴です。IBV 感染は、ウイルスの複製と子孫の生産を促進するために、S 期と G(2)/M 期の両方で細胞周期停止を誘導することが示されました。ただし、その根底にあるメカニズムは十分に調査されていません。この研究では、細胞のDNA損傷応答の活性化が、コロナウイルスが細胞周期停止を誘導するために利用するメカニズムの1つであることを示します。ATR 依存性の細胞 DNA 損傷応答は、IBV 感染によって活性化されることが示されました。化学阻害剤による ATR キナーゼ活性の抑制と siRNA を介した ATR のノックダウンにより、IBV 誘導性の ATR シグナル伝達が減少し、IBV の複製が阻害されました。さらに、酵母ツーハイブリッドスクリーニングとその後の生化学的および機能的研究により、コロナウイルスnsp13とDNAポリメラーゼδとの相互作用がIBV感染細胞においてDNA複製ストレスを誘導することが実証された。これらの発見は、IBV 複製によって活性化される ATR シグナル伝達が IBV 誘発 S 期停止に寄与し、効率的な IBV 複製と子孫生産に必要であることを示しています。

Perturbation of cell cycle regulation is a characteristic feature of infection by many DNA and RNA viruses, including Coronavirus infectious bronchitis virus (IBV). IBV infection was shown to induce cell cycle arrest at both S and G(2)/M phases for the enhancement of viral replication and progeny production. However, the underlying mechanisms are not well explored. In this study we show that activation of cellular DNA damage response is one of the mechanisms exploited by Coronavirus to induce cell cycle arrest. An ATR-dependent cellular DNA damage response was shown to be activated by IBV infection. Suppression of the ATR kinase activity by chemical inhibitors and siRNA-mediated knockdown of ATR reduced the IBV-induced ATR signaling and inhibited the replication of IBV. Furthermore, yeast two-hybrid screens and subsequent biochemical and functional studies demonstrated that interaction between Coronavirus nsp13 and DNA polymerase δ induced DNA replication stress in IBV-infected cells. These findings indicate that the ATR signaling activated by IBV replication contributes to the IBV-induced S-phase arrest and is required for efficient IBV replication and progeny production.