Zika Virus Induces Mitotic Catastrophe in Human Neural Progenitors by Triggering Unscheduled Mitotic Entry in the Presence of DNA Damage While Functionally Depleting Nuclear PNKP
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Vertical transmission of Zika virus (ZIKV) leads with high frequency to congenital ZIKV syndrome (CZS), whose worst outcome is microcephaly. However, the mechanisms of congenital ZIKV neurodevelopmental pathologies, including direct cytotoxicity to neural progenitor cells (NPC), placental insufficiency, and immune responses, remain incompletely understood. At the cellular level, microcephaly typically results from death or insufficient proliferation of NPC or cortical neurons. NPCs replicate fast, requiring efficient DNA damage responses to ensure genome stability. Like congenital ZIKV infection, mutations in the polynucleotide 5’-kinase 3’-phosphatase (PNKP) gene, which encodes a critical DNA damage repair enzyme, results in recessive syndromes often characterized by congenital microcephaly with seizures (MCSZ). We thus tested whether there were any links between ZIKV and PNKP. Here we show that two PNKP phosphatase inhibitors or PNKP knockout inhibited ZIKV replication. PNKP relocalized from the nucleus to the cytoplasm in infected cells, co-localizing with the marker of ZIKV replication factories (RF) NS1 and resulting in functional nuclear PNKP depletion. Although infected NPC accumulated DNA damage, they failed to activate the DNA damage checkpoint kinases Chk1 and Chk2. ZIKV also induced activation of cytoplasmic CycA/CDK1 complexes, which trigger unscheduled mitotic entry. Inhibition of CDK1 activity inhibited ZIKV replication and the formation of RF, supporting a role of cytoplasmic CycA/CDK1 in RF morphogenesis. In brief, ZIKV infection induces mitotic catastrophe resulting from unscheduled mitotic entry in the presence of DNA damage. PNKP and CycA/CDK1 are thus host factors participating in ZIKV replication in NPC, and pathogenesis to neural progenitor cells. Significance The 2015-2017 Zika virus (ZIKV) outbreak in Brazil and subsequent international epidemic revealed the strong association between ZIKV infection and congenital malformations, mostly neurodevelopmental defects up to microcephaly. The scale and global expansion of the epidemic, the new ZIKV outbreaks (Kerala state, India, 2021), and the potential burden of future ones pose a serious ongoing risk. However, the cellular and molecular mechanisms resulting in microcephaly remain incompletely understood. Here we show that ZIKV infection of neuronal progenitor cells results in cytoplasmic sequestration of an essential DNA repair protein itself associated with microcephaly, with the consequent accumulation of DNA damage, together with an unscheduled activation of cytoplasmic CDK1/Cyclin A complexes in the presence of DNA damage. These alterations result in mitotic catastrophe of neuronal progenitors, which would lead to a depletion of cortical neurons during development.
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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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».