Dokument: Der Einfluss von HIV-1 induzierten Veränderungen des PI3K/Akt Signalwegs auf das alternative Spleißen in T-Zellen

Titel:	Der Einfluss von HIV-1 induzierten Veränderungen des PI3K/Akt Signalwegs auf das alternative Spleißen in T-Zellen
Weiterer Titel:	The influence of HIV-1 induced changes of the PI3K/Akt signaling pathway on alternative splicing in T-cells
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=39278
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20160919-100728-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	M.Sc. Diehl, Nora Nadeschda [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 23,41 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 22.08.2016 / geändert 22.08.2016
Beitragende:	Prof. Dr. Schaal, Heiner [Gutachter] Prof. Dr. Feldbrügge, Michael [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Die Beteiligung des PI3K/Akt Signalwegs an zahlreichen zellulären Prozessen wie der Proliferation, dem Überleben sowie der Proteinbiosynthese, macht ihn zum Ziel vielfältiger viraler Übernahmen. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die für ihre Aktivität entscheidende Phosphorylierung der Akt Kinase im Verlauf einer HIV-1 Infektion verändert wurde. Dabei folgte auf die anfängliche Aktivierung eine Herunterregulation der Phosphorylierung. Zudem führte die Inhibition der Kinaseaktivität durch einen pharmakologischen Inhibitor zu einer deutlichen Beeinträchtigung der Virusreplikation. Darüber hinaus zeigten Untersuchungen von spleißregulatorischen Proteinen, dass deren Phosphorylierung sowie Genexpression nicht nur durch die Inhibition des Signalwegs sondern auch durch eine HIV-1 Infektion verändert wurden. Die komplexe Genregulation von spleißregulatorischen Proteinen kann unter anderem durch den Nonsense-mediated decay (NMD) Pathway – einem translationsabhängigen RNA Qualitäts-Kontrollmechanismus, der geschädigte mRNAs erkennt und degradiert – beeinflusst werden. Solche geschädigten mRNAs entstehen üblicherweise durch Mutationen oder fehlerhaftes Spleißen, sind aber durchaus auch ein Instrument der Genregulation, entstehen also „vorsätzlich“, um die Expression entsprechender Gene zu drosseln. Sowohl nach Inhibition des Signalwegs als auch nach HIV-1 Infektion akkumulierte unter anderem das NMD-sensitive Transkript von SRSF3, welches durch den Einschluss eines alternativ gespleißten Exons mit einem vorzeitigen Stoppcodon gekennzeichnet ist. RNA deep sequencing Analysen infizierter und Akt-inhibierter Zellen haben darüber hinaus gezeigt, dass genomweit weitere NMD-sensitive Transkripte akkumulierten, die hierdurch ebenfalls der Degradation durch den NMD Pathway entronnen sind. Mit Hilfe NMD-sensitiver Reporter konnte bestätigt werden, dass die zelluläre NMD-Aktivität während einer HIV-1 Infektion verändert wurde, eine Transfektion mit der proviralen DNA für diese Modellierung jedoch nicht ausreichte. Die Behandlung von infizierten Zellen mit dem Translationsblocker Cycloheximid oder einer siRNA gegen UPF1, einem zentralen NMD-Faktor, haben weiterhin gezeigt, dass die HIV-1 Tat Transkripte NMD-sensitiv waren. Demnach scheint HIV-1 den NMD Pathway herunter zu regulieren, um seine eigenen mRNAs vor der Degradation zu schützen. Der PI3K/Akt Signalweg entpuppte sich hierbei als mögliche instrumentalisierte Schaltzentrale. Since the PI3K/Akt signaling pathway plays a critical role in numerous cellular processes such as proliferation, survival and protein synthesis, many viruses target it. In the present study, it was shown that the phosphorylation of the Akt kinase, which is crucial for its activity, was altered during HIV-1 infection. The initial activation was followed by a downregulation of the phosphorylation. In addition, the inhibition of the kinase by a pharmacological inhibitor severely reduced the viral replication. Studies of splicing regulatory proteins further showed that their phosphorylation and gene expression have been changed not only by the inhibition of the pathway but also by an HIV-1 infection. The complex gene regulation of splicing regulatory proteins can be influenced by the nonsense mediated decay (NMD) pathway – a translation dependent surveillance mechanism that detects and degrades damaged mRNAs. Such damaged mRNAs are usually generated by mutations or defective splicing, but can in fact arise as an instrument of gene regulation, by "intentional" generation to reduce the expression of corresponding genes. Both, by inhibition of the signaling pathway and after HIV-1infection, the NMD-sensitive transcript of SRSF3, which is characterized by the inclusion of an alternatively spliced exon harboring a premature stop codon, accumulated. RNA deep sequencing analyses of infected and Akt-inhibited cells have further shown that at the genome wide level additional NMD-sensitive transcripts were stabilized. With the help of NMD-sensitive reporters it was confirmed that the cellular NMD activity during HIV-1 infection has changed but that the mere transfection with proviral DNA was not sufficient for this modeling. Treatments of infected cells with the translation blocker cycloheximide or with siRNA against UPF1, a central NMD factor, have additionally shown that the HIV-1 Tat transcripts were sensitive to NMD. Accordingly, HIV-1 seems to downregulate the NMD pathway to protect its own mRNAs from degradation. The PI3K/Akt signaling pathway emerged as possible, orchestrated control center.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	19.09.2016
Dateien geändert am:	19.09.2016
Promotionsantrag am:	18.02.2016
Datum der Promotion:	18.04.2016