Dengue virus diverts the mosquito phospholipid metabolism for replication
Le virus de la dengue détourne le métabolisme des phospholipides du moustique pour sa réplication
Abstract
More than half of the world population is at risk of dengue virus (DENV) infection because of the global distribution of its mosquito vectors. There is neither effective vaccine nor therapeutics. The only available strategy relies on insecticides, against which mosquitoes are developing resistance. Viruses utilize the host metabolome for replication and dissemination. This is particularly true for envelope viruses like DENV that relies on host lipid membranes to complete their life-cycle. To reach an optimal metabolic environment, viruses subvert the host metabolome. Understanding DENV-mosquito metabolic interactions will reveal novel strategies to stop DENV transmission. Here, we characterized how DENV hijacks the Aedes aegypti mosquito lipidome to identify targets for novel transmission-blocking interventions. To describe metabolic changes throughout the mosquito DENV cycle, we deployed a Liquid chromatography-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS) workflow at different stages of vector infection. We revealed a major phospholipid reconfiguration throughout the DENV mosquito cycle, in cells, midguts, and whole mosquitoes. To decipher how DENV reconfigures phospholipids, we phylogenetically characterized acylglycerolphosphate acyltransferase (AGPAT) enzyme isoforms and identified those (i.e., AGPAT1) that catalyze a central rate-limiting step in phospholipid biogenesis. We found that DENV infection decreased AGPAT1 expression, which depletion enhances infection by maintaining high aminophospholipid (aminoPL) concentrations, especially phosphatidylcholine (PC) and phosphatidylethanolamine (PE), during DENV mosquito cycle. By demonstrating that DENV-mediated AGPAT1 downregulation provides a proviral environment, these results reveal the first metabolic host factor in mosquitoes and emphasize the role of aminophospholipids in DENV cellular cycle. We then undertook to precise how DENV influences aminoPL biosynthesis and what stage of DENV cellular cycle requires aminoPL reconfiguration. De novo biosynthesis of PC and PE is known as the Kennedy pathway, where a diacylglycerol (DAG) incorporates either a choline or an ethanolamine group. AminoPL remodeling by deacylation/reacylation then ensures membrane dynamism that participates in membrane rearrangements. Using isotopic labelling through ethanolamine or choline supplementation, we showed that DENV modulates PC and PE biosynthesis by interacting with membrane remodeling.[...]
Plus de la moitié de la population mondiale est exposée au risque d'infection par le virus de la dengue (DENV) en raison de la distribution mondiale de ses moustiques vecteurs. Il n'existe ni vaccin ni traitement efficace. La seule stratégie disponible repose sur les insecticides, contre lesquels les moustiques développent une résistance. Les virus utilisent le métabolome de l'hôte pour la réplication et la dissémination. C'est particulièrement vrai pour les virus enveloppés comme le DENV qui dépend des membranes lipidiques de l'hôte pour compléter son cycle de vie. Pour atteindre un environnement métabolique optimal, les virus perturbent le métabolome de l'hôte. La compréhension de ces altérations chez les moustiques vecteurs pourrait révéler de nouvelles stratégies pour bloquer la transmission du DENV. Ici, nous avons caractérisé comment le DENV détourne le lipidome du moustique Aedes aegypti. Pour décrire les changements métaboliques tout au long du cycle du DENV chez le moustique, nous avons débeloppé une méthode de chromatographie liquide et de spectrométrie de masse à haute résolution (LC-HRMS) à différents stades de l'infection chez le vecteur. Nous avons révélé une reconfiguration majeure des phospholipides tout au long du cycle du DENV chez le moustique, dans les cellules, l'intestin moyen et le moustique entier. Pour déchiffrer la façon dont le virus reconfigure les phospholipides, nous avons caractérisé phylogénétiquement les isoformes de l'enzyme acylglycerol-phosphate acyltransférase (AGPAT) et identifié celles qui catalysent une étape limitante dans la biogenèse des phospholipides. Nous avons constaté que l'infection par le DENV diminuait l'expression de AGPAT1, dont la déplétion renforce l'infection en maintenant des concentrations élevées d'aminophospholipides (aminoPL), en particulier la phosphatidylcholine (PC) et la phosphatidyléthanolamine (PE), pendant le cycle du DENV chez le moustique. En démontrant que la sous-régulation de AGPAT1, causé par le virus, fournit un environnement proviral, nous révèlons le premier facteur métabolique hôte chez les moustiques et soulignent le rôle des aminophospholipides dans le cycle cellulaire viral. Nous avons ensuite cherché à confirmer que le virus influence la biosynthèse des aminoPL et déterminer à quel stade du cycle viral la reconfiguration des aminoPL est nécessaire. La biosynthèse de novo de PC et de PE est connue sous le nom de voie de Kennedy, où un diacylglycérol (DAG) incorpore soit un groupe choline, soit un groupe éthanolamine. [...]
Domains
Virology
Origin : Version validated by the jury (STAR)
Loading...