The dual roles of baculovirus for the control of natural insect populations as an insecticide, and for foreign gene expression and delivery, have called for a comprehensive understanding of the molecular mechanisms governing viral infection. Here, we demonstrate that the Bombyx mori Niemann-Pick C1 (BmNPC1) is essential for baculovirus infection in insect cells. Both pretreatment of Bombyx mori embryonic cells (BmE) with NPC1 antagonists (imipramine or U18666A) and down-regulation of NPC1 expression resulted in a significant reduction in baculovirus BmNPV (Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus) infectivity. Furthermore, we show that the major glycoprotein gp64 of BmNPV, responsible for both receptor binding and fusion, is able to interact predominantly with the BmNPC1 C domain, with an enhanced binding capacity at low pH conditions, indicating that NPC1 most likely plays a role during viral fusion in endosomal compartments. Our results, combined with previous studies identifying an essential role of hNPC1 in filovirus infection, suggest that the glycoprotein of several enveloped viruses possess a shared strategy of exploiting host NPC1 proteins during virus intracellular entry events.

Abstract Microsporidia are a group of intracellular pathogens that actively manipulate host cell biological processes to facilitate their intracellular niche. Apoptosis is an important defense mechanism by which host cell control intracellular pathogens. Microsporidia modulating host cell apoptosis has been reported previously, however the molecular mechanism is not yet clear. In this report, we describe that the microsporidia Nosema bombycis inhibits apoptosis of Bombyx mori cells through a secreted protein NbSPN14, which is a serine protease inhibitor (Serpin). An immunofluorescent assay demonstrated that upon infection with N. bombycis , NbSPN14 was initially found in the B. mori cell cytoplasm and then became enriched in the host cell nucleus. Overexpression and RNA-interference (RNAi) of NbSPN14 in B. mori’ embryo cells confirmed that NbSPN14 inhibited host cell apoptosis. Immunofluorescent and Co-IP assays verified the co-localization and interaction of NbSPN14 with the BmICE, the caspase 3 homolog in B. mori . Knocking out of BmICE or mutating the BmICE-interacting P1 site of NbSPN14, eliminated the localization of NbSPN14 into the host nucleus and prevented the apoptosis-inhibiting effect of NbSPN14, which also proved that the interaction between BmICE and NbSPN14 occurred in host cytoplasm and the NbSPN14 translocation into host cell nucleus is dependent on BmICE. These data elucidate that N. bombycis secretory protein NbSPN14 inhibits host cell apoptosis by directly inhibiting the caspase protease BmICE, which provides an important insight for understanding pathogen-host interactions and a potential therapeutic target for N. bombycis proliferation. Author Summary Microsporidia constitute a class of eukaryotic pathogens that exclusively reside within host cells. The species Nosema bombycis is the first microsporidian identified as the pathogen of silkworm Pébrine disease. In our research, we discovered how N. bombycis cleverly evades the host’s defenses. It has developed a strategy to survive inside host cells by manipulating host cell apoptosis, disarming the host cell’s self-destruct mechanism. In this study, we discovered that the N. bombycis secretes a serine protease inhibitor named NbSPN14, which infiltrates the cytoplasm of the host cell. The NbSPN14 interacts with the executioner Caspase protease BmICE within the silkworm’s apoptotic pathway, effectively neutralizing its apoptoic activity and thus curbing the apoptosis of the host cells.

ABSTRACT Streptomyces sp. F41 is a potent insecticidal metabolite producing actinomycetes isolated from the topsoil, and the complete genome sequence was determined. The genome consists of 8,343,496 bp, with 7,221 genes and a GC content of 71.84%.

Microsporidia are a group of intracellular pathogens that actively manipulate host cell biological processes to facilitate their intracellular niche. Apoptosis is an important defense mechanism by which host cell control intracellular pathogens. Microsporidia modulating host cell apoptosis has been reported previously, however the molecular mechanism is not yet clear. In this report, we describe that the microsporidia Nosema bombycis inhibits apoptosis of Bombyx mori cells through a secreted protein NbSPN14, which is a serine protease inhibitor (Serpin). An immunofluorescent assay demonstrated that upon infection with N . bombycis , NbSPN14 was initially found in the B . mori cell cytoplasm and then became enriched in the host cell nucleus. Overexpression and RNA-interference (RNAi) of NbSPN14 in B . mori’ embryo cell confirmed that NbSPN14 inhibited host cells apoptosis. Immunofluorescent and Co-IP assays verified the co-localization and interaction of NbSPN14 with the BmICE, the Caspase 3 homolog in B . mori . Knocking out of BmICE or mutating the BmICE-interacting P1 site of NbSPN14, eliminated the localization of NbSPN14 into the host nucleus and prevented the apoptosis-inhibiting effect of NbSPN14, which also proved that the interaction between BmICE and NbSPN14 occurred in host cytoplasm and the NbSPN14 translocation into host cell nucleus is depends on BmICE. These data elucidate that N . bombycis secretory protein NbSPN14 inhibits host cell apoptosis by directly inhibiting the Caspase protease BmICE, which provides an important insight for understanding pathogen-host interactions and a potential therapeutic target for N . bombycis proliferation.