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Structure paper

タイトルBiophysical and structural insights into AAV genome ejection.
ジャーナル・号・ページJ Virol, Vol. 99, Issue 3, Page e0089924, Year 2025
掲載日2025年3月18日
著者Keely Gliwa / Joshua Hull / Austin Kansol / Victoria Zembruski / Renuk Lakshmanan / Mario Mietzsch / Paul Chipman / Antonette Bennett / Robert McKenna /
PubMed 要旨Recombinant adeno-associated virus (rAAV) is comprised of non-enveloped capsids that can package a therapeutic transgene and are currently being developed and utilized as gene therapy vectors. The ...Recombinant adeno-associated virus (rAAV) is comprised of non-enveloped capsids that can package a therapeutic transgene and are currently being developed and utilized as gene therapy vectors. The therapeutic efficiency of rAAV is dependent on successful cytoplasmic trafficking and transgene delivery to the nucleus. It is hypothesized that an increased understanding of the effects of the cellular environment and biophysical properties of the capsid as it traffics to the nucleus could provide insight to improve vector efficiency. The AAV capsid is exposed to increasing [H] during endo-lysosomal trafficking. Exposure to low pH facilitates the externalization of the viral protein 1 unique region (VP1u). This VP1u contains a phospholipase A2 domain required for endosomal escape and nuclear localization signals that facilitate nuclear targeting and entry. The viral genome is released either after total capsid disassembly or via a concerted DNA ejection mechanism in the nucleus. This study presents the characterization of genome ejection (GE) for two diverse serotypes, AAV2 and AAV5, using temperature. The temperature required to disassemble the virus capsid (T) is significantly higher than the temperature required to expose the transgene (T) for both serotypes. This was verified by quantitative PCR (qPCR) and transmission electron microscopy. Additionally, the absence of VP1/VP2 in the capsids and a decrease in pH increase the temperature of GE. Furthermore, cryo-electron microscopy structures of the AAV5 capsid pre- and post-GE reveal dynamics at the twofold, threefold, and fivefold regions of the capsid interior consistent with a concerted egress of the viral genome.IMPORTANCEThe development of recombinant adeno-associated virus (rAAV) capsids has grown rapidly in recent years, with five of the eight established therapeutics gaining approval in the past 2 years alone. Clinical progression with AAV2 and AAV5 represents a growing need to further characterize the molecular biology of these viruses. The goal of AAV-based gene therapy is to treat monogenic disorders with a vector-delivered transgene to provide wild-type protein function. A better understanding of the dynamics and conditions enabling transgene release may improve therapeutic efficiency. In addition to their clinical importance, AAV2 and 5 were chosen in this study for their diverse antigenic and biophysical properties compared to more closely related serotypes. Characterization of a shared genome ejection process may imply a conserved mechanism for all rAAV therapies.
リンクJ Virol / PubMed:39907279 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.89 - 3.29 Å
構造データ

46745

9dc7

EMDB-46745, PDB-9dc7:
AAV5 at 80 Degree Celsius
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.29 Å

46748

9dcb

EMDB-46748, PDB-9dcb:
The Structure of AAV5 at 4 Degrees
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.89 Å

46749

9dcc

EMDB-46749, PDB-9dcc:
The Structure of AAV5 at 55 Degrees Celsius
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.12 Å

由来
  • adeno-associated virus 5 (アデノ随伴ウイルス)
キーワードVIRUS / Temperature / Adeno-Associated Virus / Genome / vector / icosahedron

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万見文献について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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