Visualization of Arenavirus RNA Species in Individual Cells by Single-Molecule Fluorescence <i>In Situ</i> Hybridization Suggests a Model of Cyclical Infection and Clearance during Persistence
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Lymphocytic choriomeningitis mammarenavirus (LCMV) is an enveloped, negative-strand RNA virus that causes serious disease in humans but establishes an asymptomatic, lifelong infection in reservoir rodents. Different models have been proposed to describe how arenaviruses regulate the replication and transcription of their bisegmented, single-stranded RNA genomes, particularly during persistent infection. However, these models were based largely on viral RNA profiling data derived from entire populations of cells. To better understand LCMV replication and transcription at the single-cell level, we established a high-throughput, single-molecule fluorescence in situ hybridization (smFISH) image acquisition and analysis pipeline and examined viral RNA species at discrete time points from virus entry through the late stages of persistent infection in vitro . We observed the transcription of viral nucleoprotein and polymerase mRNAs from the incoming S and L segment genomic RNAs, respectively, within 1 h of infection, whereas the transcription of glycoprotein mRNA from the S segment antigenome required ∼4 to 6 h. This confirms the temporal separation of viral gene expression expected due to the ambisense coding strategy of arenaviruses and also suggests that antigenomic RNA contained in virions is not transcriptionally active upon entry. Viral replication and transcription peaked at 36 h postinfection, followed by a progressive loss of viral RNAs over the next several days. During persistence, the majority of cells showed repeating cyclical waves of viral transcription and replication followed by the clearance of viral RNA. Thus, our data support a model of LCMV persistence whereby infected cells can spontaneously clear infection and become reinfected by viral reservoir cells that remain in the population. IMPORTANCE Arenaviruses are human pathogens that can establish asymptomatic, lifelong infections in their rodent reservoirs. Several models have been proposed to explain how arenavirus spread is restricted within host rodents, including the periodic accumulation and loss of replication-competent, but transcriptionally incompetent, viral genomes. A limitation of previous studies was the inability to enumerate viral RNA species at the single-cell level. We developed a high-throughput, smFISH assay and used it to quantitate lymphocytic choriomeningitis mammarenavirus (LCMV) replicative and transcriptional RNA species in individual cells at distinct time points following infection. Our findings support a model whereby productively infected cells can clear infection, including viral RNAs and antigen, and later be reinfected. This information improves our understanding of the timing and possible regulation of LCMV genome replication and transcription during infection. Importantly, the smFISH assay and data analysis pipeline developed here is easily adaptable to other RNA viruses.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».