Einfluss des zellulären J-Domänen-Proteins Jiv auf die Replikation von Pestiviren
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Zusammenfassung
Nichtzytopathogene (nzp) BVDV-Stämme können nach diaplazentarerInfektion von Rinderföten persistierende Infektionen hervorrufen; diesegehen mit einer erworbenen Immuntoleranz gegen das infizierende Viruseinher. Durch Rekombination oder Mutation des viralen RNA-Genomskönnen in diesen persistent infizierten Tieren zytopathogene (zp) Virenentstehen, welche die tödliche Krankheit Mucosal Disease (MD)auslösen. In infizierten Zellkulturen führen zp BVD-Viren zu deutlichenmorphologischen Veränderungen der Zellen, welche als zytopathischerEffekt (ZPE) bezeichnet werden. Zp BVD-Viren bilden in infiziertenZellen große Mengen des viralen Nichtstrukturproteins 3 (NS3) undführen im Gegensatz zu ihren nzp Vorgängern zu einer verstärktenAnhäufung viraler RNA in der Wirtszelle. Diese Arbeit untersucht den Einfluss eines zellulären Proteins aus derFamilie der J-Domänen-Chaperone auf die Replikation von Pestiviren.Dieses Protein interagiert mit dem viralen Nichtstrukturprotein 2 (NS2)und wird daher als Jiv (J-domain protein interacting with viral protein)bezeichnet. Im NS2 befindet sich eine Autoprotease, welche die NS2-3-Spaltung vermittelt. Diese Protease unterliegt einer zeitlichenRegulierung; in nzp BVDV-infizierten Zellen ist sie nur innerhalb derersten Stunden nach der Infektion aktiv. Wird das Jiv-Protein zusammenmit NS2-3 exprimiert, führt es zur NS2-3-Spaltung und damit zurFreisetzung von NS3. Einige zp BVDV-Stämme tragen Jiv-kodierendeSequenzen im NS2-3-kodierenden Bereich ihres Genoms, was einezeitlich unbegrenzte NS2-3-Prozessierung, eine starke RNA-Replikationund den zp Biotyp zur Folge hat. Der zp BVDV-Stamm CP8, dessen Eigenschaften im ersten Teil dieserArbeit beschrieben werden, besitzt im Gegensatz zu den bisherbekannten Stämmen mit Jiv-Insertionen einen unveränderten NS2-3-Bereich. Im N-terminalen Bereich des Polyproteins dieses Stammesbefinden sich zwei Fragmente des zellulären Jiv innerhalb einerkomplexen Insertion zellulären und viralen Ursprungs. Infolgedessenwird zusätzlich zu den regulären pestiviralen Proteinen ein 513 ASgroßes Jiv-Fusionsprotein exprimiert, welches aufgrund des enthaltenenJiv-Anteils die NS2-3-Spaltung in trans induzieren kann. Damitunterscheidet sich BVDV CP8 von allen bisher bekannten zp BVDVStämmenund stellt daher eine neue Variante innerhalb der vielenverschiedenen Möglichkeiten von Genomveränderungen dar, die zurZytopathogenität führen. Im zweiten Teil der Arbeit wird der Einfluss des zellulären Jiv-Spiegelsauf die Replikation von Pestiviren untersucht. Es stellte sich die Frage,ob Jiv einen essentiellen Wirtsfaktor für die pestivirale Replikationdarstellt. Durch vergleichende Studien in Wildtyp-Wirtszellen und JivüberexprimierendenZellen bzw. Jiv-'knockdown'-Zellen konnte gezeigtwerden, dass die Erhöhung bzw. die Verminderung der in der Wirtszellevorhandenen Jiv-Menge direkt mit der Replikationseffizienz von nzpBVDV korreliert. Jiv besitzt die Fähigkeit, über die Regulation der NS2-3-Prozessierungdie virale Replikation zu kontrollieren. An Gewebekulturzellen zeigtesich, dass der intrazelluläre Jiv-Spiegel die Replikation von nzp BVDVlimitiert. Dieser hier nachgewiesene Kontrollmechanismus istentscheidend für den viralen Biotyp und daher für die Fähigkeit von nzpBVDV, in seinem Wirt zu persistieren.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Wettenberg : VVB Laufersweiler 2005