Role of viral microRNAs in Kaposi´s Sarcoma-associated Herpesvirus (KSHV) infection and KSHV-associated Disease
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des vorliegenden Projektes wurde die Funktion der microRNAs (miRNAs) des Kaposi Sarkom-assozierten Herpesvirus (KSHV) untersucht. Dabei zielten wir zunächst auf die globale Identifizierung von miRNA-regulierten Wirtsgenen mit Hilfe von proteomischen (differentielle Fluoreszenz 2D-Gelelektrophorese) und genomischen (Oligonucleotid Microarrays) Methoden. Im Laufe der Untersuchungen stellten wir jedoch fest, das sich zumindest im Rahmen der gewählten experimentellen Systeme und methodischen Ansätze keine Zielgene identifizieren ließen, deren Repression eindeutig darstellbare Phänotypen vermittelte. Unsere Ergebnisse wiesen vielmehr darauf hin, dass bei der Mehrzahl der infolge ektopischer Expression aller KSHV miRNAs reprimierten zellulären Gene das Maß der Repression mit der Länge der 3'-untranslatierten Region korreliert, und damit sehr wahrscheinlich das Ergebnis des stochastisch gehäuften Auftretens von Bindungsstellen ist. Im weiteren Verlauf des Projektes führten wir daher zunächst bioinformatische und experimentelle Studien zur evolutionären Konservierung der miRNAs des KSHV und verwandter Gammaherpesviren durch. Diese Studien führten zur Identifikation mehrer bislang unbekannter miRNAs, zeigten jedoch auch das Gammaherpesvirus miRNAs ingesamt ein sehr geringes Maß an evolutionärer Konservierung aufweisen. Demgegenüber deuten unsere Analyse auf eine wichtige Rolle solcher viraler miRNAs hin, welche Sequenzhomologie zu zellulären miRNAs aufweisen. Eine der KSHV miRNAs, miR-K12-11, stellt einen in dieser Hinsicht besonders interessanten Fall dar, da diese miRNA eine sogenannte 'seed' Region (Nukleotide 2-7 der miRNA, eine Region die für die Erkennung von Zieltranskripten besonders wichtig ist) aufweist, welche zur humanen miR-155 identisch ist. miR-155 ist an der Vermittlung von B- und T-Zellantworten beteiligt, spielt jedoch auch eine wichtige Rolle bei der Entstehung verschiedener Tumorerkrankungen. Tatsächlich konnten wir im mit Hilfe eines Mausmodells zeigen, dass sowohl die Expression von miR-K12-11 als auch von miR-155 zur Expansion von B-Zellpopulationen und dem Auftreten verstärkter Keimzellantworten führen. Die Vermittlung ähnlicher Phänotypen in vivo weist darauf hin, dass miR-K12-11 eine funktionelles Homolog der miR-155 darstellt. Wir vermuten, dass die Repression von normalerweise durch miR-155 regulierten Zielgenen während der KSHV Infektion für die Etablierung von Latenz-Reservoirs in memory-B Zellen von Bedeutung ist. Aufgrund der aberranten miR-155 Expression in B-Zelltumoren kann jedoch auch davon ausgegangen werden, dass die konstitutive Expression von miR-K12-11 an der Entstehung KSHV-assoziierter Tumore beteiligt ist. Einen weiteren interessanten Aspekt liefert die im Rahmen dieser Studien erfolgte Identifikation und experimentelle Bestätigung von Jarid2 als einem neuen gemeinsamen Zielgen von miR-K12-11 und miR-155. Jarid2 ist ein Bestandteil des polycomb repressor complex 2 (PCR2), welcher gemäß unserer Erkenntnisse für die Etablierung der KSHV Latenz von großer Bedeutung ist. Diese Beobachtung deutet auf eine Modulation epigenetischer Modifikationsmuster durch miR-K12-11 hin, eine Hypothese welche zur Zeit im Rahmen weiterführender Studien untersucht wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2010). A global analysis of evolutionary conservation among known and predicted gammaherpesvirus microRNAs. J Virol 84(2):716- 28
Walz N, Christalla T, Tessmer U, Grundhoff A
- (2011). Virus-encoded microRNAs. Virology 15;411(2):325-43
Grundhoff A, Sullivan CS
- (2012). A microRNA encoded by Kaposi sarcoma-associated herpesvirus promotes B-cell expansion in vivo. PLoS One 7(11):e49435
Dahlke C, Maul K, Christalla T, Walz N, Schult P, Stocking C, Grundhoff A
(Siehe online unter https://doi.org/10.1371/journal.pone.0049435)
