HIV-1 integration favors nuclear speckle (NS)-proximal chromatin and viral infection induces the formation of capsid-dependent CPSF6 condensates that colocalize with nuclear speckles (NSs). Although CPSF6 displays liquid-liquid phase separation (LLPS) activity in vitro, the contributions of its different intrinsically disordered regions, which includes a central prion-like domain (PrLD) with capsid binding FG motif and C-terminal mixed-charge domain (MCD), to LLPS activity and to HIV-1 infection remain unclear. Herein, we determined that the PrLD and MCD both contribute to CPSF6 LLPS activity in vitro. Akin to FG mutant CPSF6, infection of cells expressing MCD-deleted CPSF6 uncharacteristically arrested at the nuclear rim. While heterologous MCDs effectively substituted for CPSF6 MCD function during HIV-1 infection, Arg-Ser domains from related SR proteins were largely ineffective. While MCD-deleted and wildtype CPSF6 proteins displayed similar capsid binding affinities, the MCD imparted LLPS-dependent higher-order binding and co-aggregation with capsids in vitro and in cellulo. NS depletion reduced CPSF6 puncta formation without significantly affecting integration into NS-proximal chromatin, and appending the MCD onto a heterologous capsid binding protein partially restored virus nuclear penetration and integration targeting in CPSF6 knockout cells. We conclude that MCD-dependent CPSF6 condensation with capsids underlies post-nuclear incursion for viral DNA integration and HIV-1 pathogenesis.

中文翻译：

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HIV-1 篡夺了混合电荷结构域依赖性 CPSF6 相分离，用于高阶衣壳结合、细胞核进入和病毒 DNA 整合


HIV-1 整合有利于核斑点 （NS） 近端染色质，病毒感染诱导形成衣壳依赖性 CPSF6 凝聚物，这些凝聚物与核斑点 （NS） 共定位。尽管 CPSF6 在体外显示液-液相分离 （LLPS） 活性，但其不同的固有无序区域，包括具有衣壳结合 FG 基序的中央朊病毒样结构域 （PrLD） 和 C 末端混合电荷结构域 （MCD），对 LLPS 活性和 HIV-1 感染的贡献仍不清楚。在此，我们确定 PrLD 和 MCD 都有助于体外 CPSF6 LLPS 活性。类似于 FG 突变体 CPSF6，表达 MCD 缺失的 CPSF6 的细胞感染一反常态地停滞在核边缘。虽然异源 MCD 在 HIV-1 感染期间有效替代了 CPSF6 MCD 功能，但来自相关 SR 蛋白的 Arg-Ser 结构域在很大程度上是无效的。虽然 MCD 缺失和野生型 CPSF6 蛋白表现出相似的衣壳结合亲和力，但 MCD 在体外和纤维素中赋予 LLPS 依赖性高阶结合和与衣壳共聚集。NS 耗竭减少了 CPSF6 点状物的形成，但未显著影响整合到 NS 近端染色质中，并将 MCD 附着在异源衣壳结合蛋白上，部分恢复了靶向 CPSF6 敲除细胞的病毒核渗透和整合。我们得出结论，MCD 依赖性 CPSF6 与衣壳的缩合是病毒 DNA 整合和 HIV-1 发病机制核侵袭后的基础。