SARS-COV-2ゲノムにおけるRNA Gクアドゥプレックスの安定化は、翻訳抑制を介してウイルス感染を阻害することを阻害します

一本鎖DNAまたはRNAで形成されたg-quadruplex（G4）は、多様な生物学的プロセスで重要な役割を果たし、潜在的な抗ウイルス標的と見なされます。重度の急性呼吸症候群コロナウイルス2（SARS-COV-2）のゲノムでは、25の推定G4形成配列が予測されます。ただし、SARS-COV-2複製に対するG4結合リガンドの効果は、ウイルス感染の文脈では研究されていません。この研究では、G4リガンドがSARS-COV-2複製を抑制したかどうか、およびその抗ウイルス活性がウイルスRNA G4の安定化とウイルス遺伝子発現の抑制に関与したかどうかを調査しました。ピリドスタチン（PDS）は、RNAポリメラーゼ阻害剤レムセビルと同じくらい効果的にウイルス遺伝子の発現とゲノムの複製を抑制することがわかりました。生物物理学的分析により、SARS-COV-2ゲノムの25の予測G4が平行G4構造を形成したことが明らかになりました。特に、ORF1Aの5 '領域にあるG4-644およびG4-3467は、PDSによって効果的に安定化できるG4構造を形成しました。また、PDがこれらのG4を含むレポーター遺伝子の翻訳を大幅に抑制したことも示しました。まとめると、我々の結果は、SARS-COV-2ゲノムにおけるPDによるRNA G4Sの安定化が翻訳抑制を介してウイルス感染を阻害し、SARS-COV-2感染におけるG4リガンドの治療能力を強調することを示しています。

The G-quadruplex (G4) formed in single-stranded DNAs or RNAs plays a key role in diverse biological processes and is considered as a potential antiviral target. In the genome of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), 25 putative G4-forming sequences are predicted; however, the effects of G4-binding ligands on SARS-CoV-2 replication have not been studied in the context of viral infection. In this study, we investigated whether G4-ligands suppressed SARS-CoV-2 replication and whether their antiviral activity involved stabilization of viral RNA G4s and suppression of viral gene expression. We found that pyridostatin (PDS) suppressed viral gene expression and genome replication as effectively as the RNA polymerase inhibitor remdesivir. Biophysical analyses revealed that the 25 predicted G4s in the SARS-CoV-2 genome formed a parallel G4 structure. In particular, G4-644 and G4-3467 located in the 5' region of ORF1a, formed a G4 structure that could be effectively stabilized by PDS. We also showed that PDS significantly suppressed translation of the reporter genes containing these G4s. Taken together, our results demonstrate that stabilization of RNA G4s by PDS in the SARS-CoV-2 genome inhibits viral infection via translational suppression, highlighting the therapeutic potential of G4-ligands in SARS-CoV-2 infection.