Funktionelle Analyse der HIV-1 Rev Transaktivierung
Final Report Abstract
Das humane Immundefizienzvirus Typ l (HIV-1) benötigt für seine Replikation die Funktion des viralen Rev Transaktivatorproteins. Obwohl bekannt ist, dass die Bildung von Rev Multimeren für die Transaktivierung essenziell ist, ist bisher jedoch völlig ungeklärt, für welche genaue Aktivität die Multimerisierung von Rev benötigt wird. Im Rahmen des vorliegenden Projektes konnte nachgewiesen werden, dass die Bildung eines Rev-Dimers an der RRE RNA Zielstruktur ausreicht, um eine effiziente HIV-1 Replikation sicherzustellen. Ferner konnte in Rev Reportergen-Assays und HIV-1 Infektionsmodellen gezeigt werden, dass die Rev-Dimerisierung eine notwendige Voraussetzung für den Rev-vermittelten retroviralen mRNA Kernexport ist. Demzufolge sind multimerisierungs-defiziente und shuttlingkompetente Rev Mutanten nicht in der Lage, die zytoplasmatische Akkumulierung von RRE-enthaltender retroviraler mRNA zu vermitteln. Die im Kontext der Rev Transaktivierung durchgeführten Analysen potenzieller zellulärer Rev Kofaktoren zeigten, dass die in Zusammenhang mit der Expression von Sam68 beobachteten Effekte unspezifischer Natur sind. Demnach fungiert Sam68 weder als spezifischer Rev Kofaktor, noch ist Sam68 für die HIV-1 Replikation in menschlichen Zellen essenziell. Weitere Untersuchungen zum Hypusin-modifizierten zellulären Rev Kofaktor eIF-5A zeigten, dass die Hemmung dieser Modifizierung mit Hilfe des niedermolekularen SAMDC-Inhibitors SAM486A speziell den Rev:CRM1 vermittelten retroviralen mRNA Kernexport blockiert, während der Tap/NXF1 Kernexportweg davon unbeeinflusst bleibt. Schliesslich zeigte die detaillierte Analyse des Rev Kernimports, dass dieser retrovirale Transaktivator im Gegensatz zu den bisherigen Vorstellungen mit multiplen Transportrezeptoren, wie beispielsweise Importin ß, Transportin, Importin 5, und Importin 7, funktionell interagieren kann. Schließlich wurden Studien zur Struktur Rev-regulierter Transkripte durchgeführt, welche belegten, dass die Gegenwart eines konservierten minimalen uORF die Translationseffizienz dieser mRNAs deutlich steigert und dass die Stärke der 3'-Spleissstellen maßgeblich die Spleiss-Effizienz und dadurch die Rev Funktion beeinflusst. Zusammengenommen ermöglichten die im Rahmen dieses Projektes erbrachten Ergebnisse die funktionelle Integration der Rev Multimerisierung in ein verfeinertes Gesamtmodell der Rev Transaktivierung. Zudem wurde eine neuartige Strategie zur Hemmung der HIV-1 Replikation entwickelt, die auf der Blockierung der Rev Funktion beruht. Dadurch lassen sich auch multiresistente HI-Viren hemmen, die ansonsten mit der derzeitigen antiretroviralen Therapie (HAA-RT) nicht behandelbar sind.
Publications
- (2006). Inhibition of multidrug-resistant HFV-1 by interference with cellular S-adenosylmethionine decarboxylase activity. J. Infect. Dis. 194, 740-750
Schäfer, B., Hauber, I., Bunk, A., Heukeshoven, J., Düsedau, A., Bevec, D., and Hauber, J.
- (2006). Multiple importins function as nuclear transport receptors for the Rev protein of human immunodeficiency virus type 1. J. Biol. Chem. 281,20883-20890
Arnold, M., Nath, A., Hauber, J., and Kehlenbach, R.H.
- (2006). The strength of the HIV-1 3' splice sites affects Rev function. Retrovirology. 5, 89
Kammler, S., Otte, M., Hauber, I., Kjems, J., Hauber, J., and Schaal, H.
- (2007). A minimal uORF within the HTV-1 vpu leader allows efficient translation initiation at the downstream env AUG. Virology 363, 261-271
Krummheuer, J., Johnson, A.T., Hauber, I., Kammler, S., Anderson, J.L., Hauber, J., Purcell, D.F., and Schaal, H.
