Dokument: Human host factors involved in HIV-1 replication

Titel:	Human host factors involved in HIV-1 replication
Weiterer Titel:	Humane Wirtsfaktoren der HIV-1 Replikation
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=41193
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20170215-094538-2
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. rer. nat. Hain, Anika [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,83 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 13.02.2017 / geändert 13.02.2017
Beitragende:	Prof. Dr. Münk, Carsten [Gutachter] Prof. Dr. Schmitt, Lutz [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Wie alle obligat intrazellulären Pathogene, ist HIV-1 abhängig von einer Wirtszelle die geeignete Bedingungen für eine Infektion bietet. Zelluläre Moleküle, die eine virale Replikation unterstützen, haben einen wesentlichen Einfluss auf den Krankheitsverlauf nach einer HIV-1 Infektion und werden Wirtsfaktoren genannt. In dieser Arbeit wurden spezifische Wirtsfaktoren und ihre Rolle während der HIV-1 Replikation untersucht. Als erstes wurde die Il-2 induzierbare T-Zell Kinase (ITK) analysiert. Ein knockdown von ITK in Jurkat Zellen konnte die HIV-1 Replikation vollständig inhibieren und blockierte hauptsächlich den Zelleintritt von HIV-1. Nachfolgende virale Prozesse wie die Reverse Transkription, Integration und Proteinexpression wurden von dem knockdown weniger beeinflusst. Neben der Fusion war auch die Bindung von viralen Partikeln an die Wirtszelle stark verringert. Die Quantifizierung von Oberflächenmolekülen, die für eine Bindung von HIV-1 bekannt sind, zeigte eine vergleichbare Expression von CXCR4 und erhöhte Mengen von CD4 und LFA-1 auf ITK defizienten Zellen. Die sonst moderate Expression von Heparan Sulfaten wurde durch das Ausschalten von ITK fast vollständig inhibiert. Allerdings konnte die unterschiedliche Expression der Oberflächenmoleküle nicht die verringerte Bindung von HIV-1 an knockout Zellen erklären. Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit dem LFA-1 Integrin (lymphocyte function-associated antigen 1), dessen Ligand ICAM-1 (intercellular adhesion molecule 1) und der Relevanz der Interaktion beider Moleküle für eine HIV-1 Infektion. Es konnte gezeigt werden, dass ICAM-1 in Viruspartikel verpackt wird und dadurch die Bindung und Infektiösität von Reporterviren erhöht. Jedoch war dieser Effekt bei replikationskompetentem HIV-1 über mehrere Infektionsrunden hinweg weniger ausgeprägt. Als mögliche Ursache dafür konnte eine Vpu vermittelte Modifikation von ICAM-1 identifiziert werden. Im letzten Kapitel dieser Arbeit wird APOBEC4 (apolipoprotein B mRNA-editing enzyme, catalytic polypeptide-like 4) als Wirtsfaktor von HIV-1 vorgestellt. Die Expression von APOBEC4 erhöhte die Produktion von viralen Partikeln und bewirkte höhere Virustiter in HIV-1 Replikationskinetiken. Auch die Expression von LTR getriebenen Reportergenen, sowie die Transkription von weiteren viralen und zellulären Promotoren war stark erhöht, wenn APOBEC4 co-transfiziert wurde. Im Gegensatz zu anderen APOBEC Proteinen wurde APOBEC4 nicht in Viruspartikel verpackt, wies keine Cytidindeaminase Aktivität auf und zeigte nur eine schwache Interaktion mit einzelsträngiger DNA. Like all obligate intracellular pathogens, HIV-1 is dependent on the environment of a host cell which provides suitable conditions for its replication. Cellular molecules that support infection and propagation are called host factors; presence or absence of these factors can severely influence HIV-1 infectivity and disease progression. In this study distinct host factors and their role during HIV-1 infection were examined. At first, the function of the Il-2 inducible T-cell kinase (ITK) was analyzed. The experiments demonstrated an essential role of ITK for viral replication in Jurkat T-cells. HIV-1 entry into ITK knockdown cells was restricted, but the following viral processes like reverse transcription, integration and protein expression were less effected. Moreover, binding of viral particles to ITK deficient cells was strongly impaired. Analysis of HIV-1 attachment factor expression revealed equal levels of the CXCR4 receptor and increased amounts of CD4 and LFA-1 integrin on ITK deficient cells. Heparan sulfate, which is normally moderately expressed on Jurkat cells, was not detectable after ITK knockdown. Nevertheless, different surface expression of the investigated attachment factors was not the reason for impaired HIV-1 adhesion to ITK deficient cells. The second part of this thesis focused on the attachment factor lymphocyte function-associated antigen (LFA-1), its ligand intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1) and the importance of their interaction for HIV-1 infection. The results showed ICAM-1 incorporation into HIV-1 particles and thereby enhanced viral infectivity and binding to Jurkat cells. In contrast, knockout of LFA-1 had only little effects on spreading infections with HIV-1 strain NL4.3. Decreased effects in assays using replication competent HIV-1 strains might be explained by Vpu mediated modifications of ICAM-1 by the accessory protein. At last, APOBEC4 was found to exhibit an enhancing effect on HIV-1 replication; its expression increased production of virus particles and mediates higher viral titer in spreading replication assays. Also reporter gene expression from the LTR and several other viral and cellular promotors were enhanced after APOBEC4 co-transfection. Unlike other APOBEC proteins, APOBEC4 shows no cytidine deaminase activity and only weak interaction with single-stranded DNA in vitro as well as no packaging into viral particles.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	15.02.2017
Dateien geändert am:	15.02.2017
Promotionsantrag am:	05.12.2016
Datum der Promotion:	02.02.2017