The covalently closed circular (CCC) DNA of hepatitis B virus (HBV) functions as the only viral transcriptional template capable of producing all viral RNA species and is essential to initiate and sustain viral replication. CCC DNA is converted from a relaxed circular (RC) DNA, in which neither of the two DNA strands is covalently closed. As RC DNA mimics damaged cellular DNA, the host cell DNA damage repair (DDR) system is thought to be responsible for HBV CCC DNA formation. The potential role of two major cellular DDR pathways, the ataxia telangiectasia mutated (ATM) pathway and the ATM and Rad3-related (ATR) pathway, in HBV CCC DNA formation was thus investigated. Inhibition, or expression knockdown, of ATR and its downstream signaling factor CHK1, but not of ATM, decreased CCC DNA formation during de novo HBV infection, as well as intracellular CCC DNA amplification, when RC DNA from extracellular virions and intracellular nucleocapsids, respectively, is converted to CCC DNA. Furthermore, a novel RC DNA processing product with 5' truncated minus strands was detected when the ATR-CHK1 pathway was inhibited, further indicating that this pathway controls RC DNA processing during its conversion to CCC DNA. These results provide new insights into how host cells recognize and process HBV RC DNA in order to produce CCC DNA and have implications for potential means to block CCC DNA production.IMPORTANCE Hepatitis B virus (HBV) chronically infects hundreds of millions of people and remains a major cause of viral hepatitis, cirrhosis, and liver cancer. HBV persistence is sustained by a viral nuclear episome that directs all viral gene expression needed to support viral replication. The episome is converted from an incomplete DNA precursor in viral particles in an ill-understood process. We report here that the incomplete DNA precursor is recognized by the host cell in a way similar to the sensing of damaged cellular DNA for subsequent repair to form the nuclear episome. Intense efforts are ongoing to develop novel antiviral strategies to eliminate CCC DNA so as to cure chronic HBV infection. Our results here provide novel insights into, and suggest novel ways of perturbing, the process of episome formation. Furthermore, our results inform mechanisms of cellular DNA damage recognition and repair, processes essential for normal cell growth.

中文翻译：

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宿主ATR-CHK1途径参与乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA的形成。

乙型肝炎病毒（HBV）的共价闭合环状（CCC）DNA作为唯一能够产生所有病毒RNA种类的病毒转录模板，对于启动和维持病毒复制至关重要。CCC DNA由松弛的环状（RC）DNA转换而成，其中两条DNA链均未共价闭合。由于RC DNA模拟受损的细胞DNA，因此认为宿主细胞DNA损伤修复（DDR）系统负责HBV CCC DNA的形成。因此，研究了两种主要的细胞DDR途径，共济失调毛细血管扩张突变（ATM）途径以及ATM和Rad3相关（ATR）途径在HBV CCC DNA形成中的潜在作用。对ATR及其下游信号传导因子CHK1（而非ATM）的抑制或表达抑制可降低从头HBV感染过程中CCC DNA的形成，以及细胞内CCC DNA扩增时，分别将来自细胞外病毒体和细胞内核衣壳的RC DNA转换为CCC DNA。此外，当抑制ATR-CHK1途径时，检测到具有5'截短负链的新型RC DNA处理产物，进一步表明该途径控制着RC DNA转化为CCC DNA的过程。这些结果为了解宿主细胞如何识别和处理HBV RC DNA以产生CCC DNA以及对阻断CCC DNA产生的潜在手段产生了新的见解。重要事项乙型肝炎病毒（HBV）长期感染数亿人，并且仍然是病毒性肝炎，肝硬化和肝癌的主要原因。HBV持久性由病毒核附加体维持，该核附加体指导支持病毒复制所需的所有病毒基因表达。在一个不容易理解的过程中，附加体是从病毒颗粒中不完整的DNA前体转化而来的。我们在这里报告不完整的DNA前体被宿主细胞以类似于感测受损的细胞DNA的方式进行识别，以进行后续修复以形成核附加体。正在进行巨大的努力以开发新颖的抗病毒策略，以消除CCC DNA从而治愈慢性HBV感染。我们的研究结果提供了对附加体形成过程的新颖见解，并提出了新颖的扰动附加体形成过程的方法。此外，我们的结果提供了细胞DNA损伤识别和修复的机制，这是正常细胞生长所必需的过程。在一个不容易理解的过程中，附加体是从病毒颗粒中不完整的DNA前体转化而来的。我们在这里报告不完整的DNA前体被宿主细胞以类似于感测受损的细胞DNA的方式进行识别，以进行后续修复以形成核附加体。正在进行巨大的努力以开发新颖的抗病毒策略，以消除CCC DNA从而治愈慢性HBV感染。我们的结果在这里提供了新的见解，并为扰动附加体形成过程提供了新颖的方法。此外，我们的结果提供了细胞DNA损伤识别和修复的机制，这是正常细胞生长所必需的过程。在一个不容易理解的过程中，附加体是从病毒颗粒中不完整的DNA前体转化而来的。我们在这里报告不完整的DNA前体被宿主细胞以类似于感测受损的细胞DNA的方式进行识别，以进行后续修复以形成核附加体。正在进行巨大的努力以开发新颖的抗病毒策略，以消除CCC DNA从而治愈慢性HBV感染。我们的研究结果提供了对附加体形成过程的新颖见解，并提出了新颖的扰动附加体形成过程的方法。此外，我们的结果提供了细胞DNA损伤识别和修复的机制，这是正常细胞生长所必需的过程。我们在这里报告不完整的DNA前体被宿主细胞以类似于感测受损的细胞DNA的方式进行识别，以进行后续修复以形成核附加体。正在进行巨大的努力以开发新颖的抗病毒策略，以消除CCC DNA从而治愈慢性HBV感染。我们的研究结果提供了对附加体形成过程的新颖见解，并提出了新颖的扰动附加体形成过程的方法。此外，我们的结果提供了细胞DNA损伤识别和修复的机制，这是正常细胞生长所必需的过程。我们在这里报告不完整的DNA前体被宿主细胞以类似于感测受损的细胞DNA的方式进行识别，以进行后续修复以形成核附加体。正在进行巨大的努力以开发新颖的抗病毒策略，以消除CCC DNA从而治愈慢性HBV感染。我们的研究结果提供了对附加体形成过程的新颖见解，并提出了新颖的扰动附加体形成过程的方法。此外，我们的结果提供了细胞DNA损伤识别和修复的机制，这是正常细胞生长所必需的过程。附加体形成的过程。此外，我们的结果提供了细胞DNA损伤识别和修复的机制，这是正常细胞生长所必需的过程。附加体形成的过程。此外，我们的结果提供了细胞DNA损伤识别和修复的机制，这是正常细胞生长所必需的过程。