Luận án tiến sĩ: Chức năng protein IE2 86 kDa của Cytomegalovirus người

Luận án tiến sĩ nghiên cứu chức năng protein IE2 86 kDa của virus Cytomegalovirus. Phân tích vai trò trong biểu hiện gen, điều hòa tế bào và sản xuất virus.

Trường ĐH

University of California, San Diego

Chuyên ngành

Biology

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án

Năm xuất bản

Số trang

250

Thời gian đọc

38 phút

Lượt xem

0

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tóm tắt nội dung

I. Protein IE2 86 kDa HCMV Tổng Quan Chức Năng

Protein IE2 86 kDa là yếu tố phiên mã cực kỳ quan trọng của Human cytomegalovirus (HCMV). Protein này được mã hóa bởi gen UL122, thuộc vùng immediate early (IE) chính của genome virus. IE2 86kDa đóng vai trò then chốt trong việc điều hòa biểu hiện gen virus và tương tác với tế bào chủ.

Nghiên cứu từ Đại học California, San Diego đã làm sáng tỏ các chức năng phức tạp của protein này. IE2 86 kDa hoạt động như viral transcription factor, kiểm soát quá trình nhân bản virus. Protein này tương tác với DNA và điều hòa gene expression regulation ở nhiều giai đoạn khác nhau.

Đặc điểm nổi bật của IE2 86 kDa là khả năng transactivation mạnh mẽ. Protein này kích hoạt các gen virus sớm và muộn, đảm bảo chu trình nhân bản hoàn chỉnh. Sự vắng mặt hoặc đột biến của IE2 86 kDa dẫn đến virus không thể tồn tại.

DNA binding protein này cũng điều chỉnh chu kỳ tế bào chủ. IE2 86 kDa làm thay đổi biểu hiện các protein điều hòa chu kỳ tế bào như cyclin. Điều này tạo môi trường thuận lợi cho viral replication.

1.1. Cấu Trúc Gen UL122 Và Sản Phẩm Protein

Gen UL122 nằm trong vùng major immediate early region của HCMV genome. Gen này tạo ra nhiều sản phẩm protein thông qua cơ chế splicing khác nhau. IE2 86 kDa là sản phẩm chính, có kích thước 86 kilodalton.

Ngoài IE2 86 kDa, gen UL122 còn tạo ra IE2 60 kDa và IE2 40 kDa. Các protein này có chức năng bổ trợ nhưng không thiết yếu cho sự sống của virus. Nghiên cứu đột biến cho thấy virus vẫn nhân bản được khi thiếu IE2 60 và IE2 40.

Cấu trúc IE2 86 kDa bao gồm nhiều domain chức năng. Protein này có vùng gắn DNA ở đầu C-terminal. Vùng transactivation nằm ở phần trung tâm, điều khiển hoạt tính kích hoạt phiên mã.

1.2. Vai Trò Trong Chu Trình Nhân Bản Virus

IE2 86 kDa xuất hiện ngay sau khi virus xâm nhập tế bào. Protein này thuộc nhóm immediate early protein, biểu hiện trước các gen virus khác. Thời điểm biểu hiện sớm này rất quan trọng cho việc khởi động cascade phiên mã virus.

Protein IE2 86 kDa kích hoạt các gen early và late của HCMV. Không có protein này, virus không thể tiến triển qua các giai đoạn nhân bản. Các đột biến nhỏ trong IE2 86 kDa tạo ra virus không sống được (non-viable recombinant viruses).

IE2 86 kDa cũng tự điều hòa biểu hiện của chính nó. Protein này ức chế promoter IE của HCMV khi đạt nồng độ cao. Cơ chế phản hồi âm này đảm bảo cân bằng biểu hiện gen virus.

1.3. Tương Tác Với Máy Phiên Mã Tế Bào

IE2 86 kDa tương tác trực tiếp với bộ máy phiên mã của tế bào chủ. Protein này gắn vào các yếu tố phiên mã tế bào, chuyển hướng chúng phục vụ virus. Khả năng DNA binding protein giúp IE2 86 kDa nhận diện promoter virus đặc hiệu.

Viral transcription factor này hoạt động thông qua cơ chế transactivation phức tạp. IE2 86 kDa tuyển dụng các coactivator và làm thay đổi cấu trúc chromatin. Điều này tăng cường truy cập của RNA polymerase II vào gen virus.

Protein IE2 86 kDa còn điều chỉnh splicing RNA virus. Tương tác này ảnh hưởng đến tỷ lệ các isoform protein được tạo ra từ cùng một gen.

II. IE2 86 kDa Điều Hòa Biểu Hiện Gen Virus

Chức năng quan trọng nhất của IE2 86 kDa là điều hòa gene expression regulation trong tế bào nhiễm HCMV. Protein này hoạt động như công tắc tổng, kiểm soát hàng trăm gen virus. Không có IE2 86 kDa, chu trình nhân bản virus hoàn toàn bị ngưng trệ.

Nghiên cứu sử dụng bacterial artificial chromosome (BAC) đã tạo ra các đột biến IE2 86 kDa. Kết quả cho thấy ngay cả các đột biến nhỏ (small internal deletions) cũng làm virus mất khả năng sống. Các virus đột biến này có differential defects trong biểu hiện gen.

IE2 86 kDa kích hoạt gen early như UL112-113 và UL44. Hai gen này mã hóa protein cần thiết cho nhân bản DNA virus. Trong tế bào thiếu IE2 86 kDa chức năng, biểu hiện UL112-113 giảm mạnh.

Protein này cũng điều khiển delayed early và late gene expression. Gen late như UL99 (mã hóa pp28) phụ thuộc hoàn toàn vào IE2 86 kDa. Sự phụ thuộc này tạo nên cascade phiên mã có trật tự thời gian.

2.1. Kích Hoạt Gen Early Của HCMV

IE2 86 kDa trực tiếp kích hoạt các gen early virus. Gen UL112-113 là mục tiêu quan trọng, mã hóa protein tham gia nhân bản DNA. Transcription của UL112-113 tăng mạnh khi có IE2 86 kDa.

Gen UL44 mã hóa DNA polymerase processivity factor, cũng phụ thuộc IE2 86 kDa. Trong các thí nghiệm đột biến, biểu hiện UL44 bị trì hoãn hoặc giảm. Điều này chứng minh vai trò thiết yếu của IE2 86 kDa.

Cơ chế kích hoạt liên quan đến gắn DNA trực tiếp. IE2 86 kDa nhận diện cis-regulatory element trên promoter gen early. Protein này sau đó tuyển dụng các yếu tố phiên mã tế bào để khởi động phiên mã.

2.2. Điều Khiển Gen Late Và Cấu Trúc Virus

Gen late của HCMV mã hóa các protein cấu trúc virion. IE2 86 kDa cần thiết cho efficient late gene expression. Gen UL99 (pp28) và UL83 (pp65) là ví dụ điển hình.

Trong tế bào nhiễm virus đột biến IE2, biểu hiện pp28 gần như không phát hiện được. UL83 RNA levels cũng giảm đáng kể. Điều này dẫn đến production of infectious virus bị suy giảm nghiêm trọng.

IE2 86 kDa không chỉ kích hoạt mà còn duy trì biểu hiện gen late. Protein này tạo môi trường phiên mã thuận lợi trong suốt giai đoạn muộn nhiễm. Sự hiện diện liên tục của IE2 86 kDa đảm bảo sản xuất virion hiệu quả.

2.3. Tự Điều Hòa Và Phản Hồi Âm

IE2 86 kDa có khả năng tự điều hòa biểu hiện của chính mình. Khi nồng độ protein đạt ngưỡng nhất định, IE2 86 kDa ức chế major IE promoter. Cơ chế này ngăn quá tải IE protein.

Phản hồi âm này quan trọng cho cân bằng biểu hiện gen virus. Nếu IE2 86 kDa tiếp tục tăng không kiểm soát, các gen downstream sẽ bị ảnh hưởng. Tự ức chế đảm bảo chuyển đổi đúng lúc sang giai đoạn early.

Nghiên cứu cho thấy việc loại bỏ vùng tự điều hòa làm tăng IE transcription. Tế bào electroporated với BAC đột biến có mRNA IE1 và IE2 cao hơn. Tuy nhiên, điều này không cải thiện hiệu quả nhân bản virus.

III. Tương Tác IE2 86 kDa Với Tế Bào Chủ

IE2 86 kDa không chỉ điều khiển gen virus mà còn thay đổi sâu sắc tế bào chủ. Protein này tương tác với nhiều đường dẫn tế bào để tạo môi trường thuận lợi cho viral replication. Khả năng điều chỉnh chu kỳ tế bào là một ví dụ nổi bật.

IE2 86 kDa làm thay đổi biểu hiện cellular cyclin và các protein điều hòa chu kỳ tế bào. Protein này ổn định một số substrate của APC (anaphase-promoting complex). Điều này giữ tế bào ở trạng thái thuận lợi cho nhân bản DNA virus.

Protein IE2 86 kDa cũng tương tác với cấu trúc PML nuclear bodies. Trong tế bào bình thường, PML bodies có vai trò phòng thủ kháng virus. IE2 86 kDa phá vỡ cấu trúc này, vô hiệu hóa phản ứng miễn dịch bẩm sinh.

Ngoài ra, IE2 86 kDa điều chỉnh biểu hiện gen tế bào chủ. Protein này thay đổi landscape phiên mã toàn bộ tế bào. Hàng trăm gen tế bào bị up-regulate hoặc down-regulate sau nhiễm HCMV.

3.1. Điều Chỉnh Chu Kỳ Tế Bào

IE2 86 kDa can thiệp mạnh mẽ vào cell cycle regulation. Protein này làm thay đổi mức độ cyclin E, cyclin A và cyclin B. Altered expression of cell cycle regulatory proteins tạo môi trường S-phase-like.

Trạng thái giống S-phase cung cấp dNTP dồi dào cho nhân bản DNA virus. IE2 86 kDa cũng ổn định các substrate của APC như securin và cyclin B. Điều này ngăn tế bào tiến vào mitosis.

Trong tế bào nhiễm virus đột biến IE2, cellular cyclin modulation không xảy ra bình thường. Nghiên cứu với IE ∆30-77 mutant cho thấy sự thay đổi rõ rệt. Tế bào này không duy trì trạng thái chu kỳ tối ưu cho virus.

3.2. Phá Vỡ PML Nuclear Bodies

PML nuclear bodies là cấu trúc phòng thủ kháng virus trong nhân tế bào. IE2 86 kDa phối hợp với IE1 72 để phá vỡ cấu trúc này. PML dispersal là dấu hiệu sớm của nhiễm HCMV thành công.

Trong tế bào nhiễm wild-type HCMV, PML bodies bị phân tán hoàn toàn. Tuy nhiên, với IE ∆30-77 mutant virus, PML is not dispersed hiệu quả. Điều này cho thấy exon 3 của IE region cần thiết cho chức năng này.

Sự phá vỡ PML bodies giúp virus thoát khỏi intrinsic immunity. Các protein kháng virus thường tập trung tại PML bodies. IE2 86 kDa giải phóng DNA virus khỏi sự ức chế của các protein này.

3.3. Thay Đổi Biểu Hiện Gen Tế Bào

IE2 86 kDa có khả năng điều chỉnh hàng trăm gen của tế bào chủ. Protein này hoạt động như yếu tố phiên mã không chỉ cho gen virus. Interactions between HCMV and host cell diễn ra ở mức độ genome-wide.

Một số gen tế bào bị kích hoạt để hỗ trợ nhân bản virus. Ví dụ, các gen liên quan đến tổng hợp nucleotide được up-regulate. Điều này cung cấp nguyên liệu cho DNA synthesis virus.

Ngược lại, nhiều gen phòng thủ tế bào bị ức chế. IE2 86 kDa down-regulate các gen interferon-stimulated. Chiến lược này giúp virus trốn tránh đáp ứng miễn dịch врожденный của tế bào.

IV. Đột Biến IE2 86 kDa Ảnh Hưởng Và Hậu Quả

Nghiên cứu đột biến IE2 86 kDa cung cấp hiểu biết sâu sắc về chức năng protein. Bacterial artificial chromosome-mediated mutagenesis cho phép tạo các đột biến chính xác. Kỹ thuật này đã tạo ra nhiều recombinant viruses với các khiếm khuyết khác nhau.

Small internal deletions trong gen IE2 tạo ra non-viable viruses. Ngay cả việc xóa vài amino acid cũng làm mất chức năng thiết yếu. Các đột biến này có differential defects tùy thuộc vị trí deletion.

Đột biến IE2 ∆40 và IE2 ∆60 loại bỏ các isoform nhỏ hơn. Hai protein này dispensable for viral replication ở điều kiện nuôi cấy. Tuy nhiên, chúng required for efficient gene expression và sản xuất virus tối ưu.

Đột biến IE ∆30-77 xóa exon 3 của major IE region. Virus này nhân bản được nhưng với kinetic defect rõ rệt. Delayed early và late gene expression là đặc điểm chính của đột biến này.

4.1. Đột Biến Deletion Nhỏ Và Non Viable Viruses

Construction of HCMV IE2 86 deletion mutant BACs tạo ra nhiều đột biến khác nhau. Các deletion từ vài đến hàng chục amino acid đều được kiểm tra. Hầu hết đều tạo ra virus không sống được.

Đột biến IE2∆356-356 (xóa 1 amino acid) vẫn gây defect nghiêm trọng. Reduced UL112-113 transcription quan sát được trong tế bào electroporated. UL44 expression cũng bị ảnh hưởng đáng kể.

Các đột biến này không tạo ra plaque ngay cả sau nhiều tuần. Điều này chứng minh IE2 86 kDa cần cấu trúc toàn vẹn để hoạt động. Mỗi domain của protein đều có vai trò không thể thay thế.

4.2. IE2 40 Và IE2 60 Vai Trò Phụ Trợ

IE2 40 kDa và IE2 60 kDa là các sản phẩm alternative splicing của gen UL122. Construction of IE2 40 and IE2 60 deletion mutant viruses cho thấy chúng không thiết yếu. Virus vẫn nhân bản khi thiếu hai protein này.

Tuy nhiên, deletion of IE2 40 and IE2 60 reduces virus production. Hiệu quả tạo virion giảm khoảng 50% trong high-multiplicity infection. UL84 và pp65 protein expression bị suy giảm.

IE2 40 và IE2 60 có vai trò tối ưu hóa viral gene expression. Chúng không cần thiết cho sự sống nhưng cải thiện hiệu quả nhân bản. Điều này giải thích tại sao HCMV duy trì các isoform này qua tiến hóa.

4.3. Đột Biến Exon 3 Kinetic Defect

IE ∆30-77 mutant BAC loại bỏ exon 3 của major IE region. Exon này ảnh hưởng đến cả IE1 72 và IE2 86. IE ∆30-77 virus replicates with kinetic defect không thể rescue bằng IE1 72 cung cấp trans.

Early viral gene expression is delayed trong tế bào nhiễm IE ∆30-77. Kinetics of viral DNA replication cũng chậm theo. IE1 72 protein expression is not maintained ở thời điểm cần thiết.

Đột biến này cho thấy exon 3 required for efficient viral gene expression. Cellular cyclin modulation không xảy ra bình thường. PML dispersal cũng bị khiếm khuyết, ảnh hưởng đến khả năng virus thiết lập nhiễm hiệu quả.

V. Phương Pháp Nghiên Cứu IE2 86 kDa

Nghiên cứu IE2 86 kDa sử dụng nhiều công nghệ tiên tiến. Bacterial artificial chromosome (BAC) technology là nền tảng chính. Kỹ thuật này cho phép thao tác chính xác genome HCMV lớn (>230 kb).

BAC-mediated mutagenesis tạo điều kiện tạo đột biến định hướng. Các nhà nghiên cứu có thể xóa, chèn hoặc thay thế bất kỳ vùng nào của genome. Recombinant viruses sau đó được tạo ra bằng electroporation hoặc transfection.

Phân tích biểu hiện gen sử dụng Northern blot, RT-PCR và RNA sequencing. Các kỹ thuật này đo lường RNA levels của gen virus và tế bào. Western blot và immunofluorescence đánh giá protein expression.

Viral replication kinetics được theo dõi qua plaque assay và viral yield assay. Infectious virus production đo lường khả năng tạo virion có khả năng nhiễm. Các phương pháp này cùng nhau tạo bức tranh toàn diện về chức năng IE2 86 kDa.

5.1. BAC Technology Cho Mutagenesis HCMV

Bacterial artificial chromosome chứa toàn bộ genome HCMV. BAC vector cho phép duy trì và nhân bản DNA virus trong E. coli. Đây là công cụ mạnh mẽ cho genetic manipulation.

BAC-mediated mutagenesis of HCMV genome sử dụng recombineering. Kỹ thuật này dựa trên homologous recombination trong bacteria. Các đột biến chính xác đến từng nucleotide có thể tạo ra.

Sau khi tạo mutant BAC, DNA được transfect vào tế bào nuôi cấy. Recombinant viruses xuất hiện sau vài tuần nếu đột biến không致命. Virus được thu hoạch và phân tích phenotype.

5.2. Phân Tích Biểu Hiện Gen Và Protein

Northern blot analysis đo lường steady-state RNA levels. Kỹ thuật này phát hiện increased IE1 and IE2 transcription trong các đột biến. RT-PCR cung cấp định lượng chính xác hơn.

Western blot đánh giá protein expression ở các thời điểm khác nhau. IE1 72 and IE2 86 expression được theo dõi từ IE đến late times. Antibody đặc hiệu nhận diện từng protein virus.

Immunofluorescence microscopy hiển thị phân bố protein trong tế bào. Kỹ thuật này cho thấy PML dispersal và localization của IE protein. Confocal imaging cung cấp độ phân giải cao.

5.3. Đo Lường Viral Replication Và Infectivity

Plaque assay là gold standard đo infectious virus. Kỹ thuật này đếm số plaque hình thành trên monolayer tế bào. Mỗi plaque đại diện cho một virion có khả năng nhiễm ban đầu.

Viral yield assay định lượng tổng virus sản xuất. Tế bào nhiễm được thu hoạch ở các thời điểm khác nhau. Virus được chuẩn độ trên tế bào mới để xác định titer.

Kinetic growth curves so sánh wild-type và mutant viruses. Curves này cho thấy kinetic defect hoặc reduction in virus production. Multi-step growth analysis đánh giá khả năng lan truyền virus giữa các tế bào.

VI. Ứng Dụng Và Triển Vọng Nghiên Cứu

Hiểu biết về IE2 86 kDa mở ra nhiều ứng dụng quan trọng. Protein này là target lý tưởng cho antiviral therapy. Ức chế IE2 86 kDa có thể ngăn chặn viral replication hoàn toàn.

Nghiên cứu IE2 86 kDa cũng giúp phát triển HCMV vaccine. Virus đột biến attenuated có thể làm vaccine an toàn. IE2 mutants với kinetic defect là ứng viên tiềm năng.

IE2 86 kDa được nghiên cứu như công cụ trong gene therapy. Khả năng transactivation mạnh mẽ có thể kích hoạt transgene. Viral vectors dựa trên HCMV đang được phát triển.

Tương lai nghiên cứu sẽ tập trung vào cấu trúc 3D của IE2 86 kDa. Crystallography và cryo-EM có thể tiết lộ chi tiết phân tử. Điều này giúp thiết kế inhibitor đặc hiệu hơn.

6.1. IE2 86 kDa Như Target Kháng Virus

IE2 86 kDa là target hấp dẫn cho drug development. Protein này thiết yếu và không có homolog trong tế bào người. Inhibitor đặc hiệu sẽ không gây độc tính tế bào.

Một số hợp chất đã được thử nghiệm ức chế IE2 86 kDa. Small molecules can disrupt DNA binding hoặc protein-protein interaction. Các nghiên cứu tiền lâm sàng cho kết quả khả quan.

Antisense oligonucleotides targeting IE2 mRNA cũng được nghiên cứu. Chiến lược này giảm IE2 86 kDa expression trước khi protein hình thành. Kết hợp nhiều approach có thể tạo liệu pháp hiệu quả.

6.2. Phát Triển Vaccine Từ IE2 Mutants

IE2 mutant viruses với kinetic defect có tiềm năng làm live attenuated vaccine. Các virus này nhân bản đủ để kích thích miễn dịch nhưng không gây bệnh. IE ∆30-77 mutant là một ví dụ.

Vaccine dựa trên IE2 mutants có thể tạo miễn dịch toàn diện. Virus sống cung cấp nhiều antigen hơn subunit vaccine. T cell và antibody responses đều được kích hoạt.

An toàn là ưu tiên hàng đầu trong vaccine development. IE2 mutants cần được kiểm tra kỹ lưỡng về khả năng revert. Multiple mutations có thể tăng độ an toàn.

6.3. Ứng Dụng Trong Gene Therapy

Khả năng transactivation của IE2 86 kDa có giá trị trong gene therapy. Protein này có thể kích hoạt transgene expression mạnh mẽ. HCMV-based vectors đang được phát triển cho ứng dụng này.

IE2 86 kDa có thể điều khiển expression có thời gian. Inducible system sử dụng IE2 promoter cho phép kiểm soát chính xác. Điều này quan trọng cho gene therapy cần điều chỉnh liều.

Tương lai nghiên cứu sẽ tối ưu hóa IE2-based expression systems. Loại bỏ các yếu tố gây độc tính nhưng giữ hoạt tính transactivation. Engineered IE2 variants có thể là công cụ mạnh mẽ cho biotechnology.

Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ: Functional roles of the human cytomegalovirus IE2 86 kDa protein in HCMV-infected cells

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (250 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

UNIVERSITY OF CALIFORNIA, SAN DIEGO Functional Roles of the Human Cytomegalovirus IE2 86 kDa Protein in HCMV-Infected Cells A Dissertation submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree Doctor of Philosophy in Biology by Elizabeth A. White Committee in Charge: Professor Deborah H. Spector, Chair Professor Michael David Professor Daniel J. Donoghue Professor Lorraine Pillus Professor Matthew D.

Weitzman 2007 UMI Number: 3244736 Copyright 2007 by White, Elizabeth A. All rights reserved. UMI Microform 3244736 Copyright 2007 by ProQuest Information and Learning Company. All rights reserved.

This microform edition is protected against unauthorized copying under Title 17, United States Code. ProQuest Information and Learning Company 300 North Zeeb Road P. Box 1346 Ann Arbor, MI 48106-1346 Copyright Elizabeth A. White, 2007 All rights reserved.

The dissertation of Elizabeth A. White is approved, and it is acceptable in quality and form for publication on microfilm: Chair University of California, San Diego 2007 iii DEDICATION For the people who have mattered the most: Mom, Dad, Catherine, and Tony. You have all my love and gratitude. iv TABLE OF CONTENTS Signature Page…….

iv Table of Contents. v List of Figures. xiii Abstract of the Dissertation. 1 HCMV Regulatory Factors.

7 Interactions Between HCMV and the Host Cell.19 Bacterial Artificial Chromosome-Mediated Mutagenesis of the HCMV Genome .23 Goal of the Work.31 Small Internal Deletions in the Human Cytomegalovirus IE2 Gene Result in Non-Viable Recombinant Viruses with Differential Defects in Viral Gene Expression.33 Materials and Methods .75 The IE2 60 kDa and 40 kDa Proteins are Dispensable for Human Cytomegalovirus Replication, but are Required for Efficient Delayed Early and Late Gene Expression and Production of Infectious Virus.77 Materials and Methods .113 Exon 3 of the Human Cytomegalovirus Major Immediate Early Region is Required for Efficient Viral Gene Expression and for Cellular Cyclin Modulation.115 Materials and Methods .172 Alteration of the IE1 72 3’ UTR Leads to Up-Regulation of RNA and Protein Expression Consistent With a Defective microRNA-Target Interaction .174 Materials and Methods .205 vi LIST OF FIGURES Figure 1.1 Major events in HCMV replication.2 Predominant immediate-early loci in the HCMV genome.3 Major IE region mutants relevant to the dissertation.1 Construction of the HCMV IE2 86 deletion mutant BACs.2 Increased IE1 and IE2 transcription at IE times in cells electroporated with the IE2 86 mutant BACs.3 IE1 72 and IE2 86 expression in wild-type- and IE2 86 mutant BAC- electroporated cells at 1 day postelectroporation.4 IE1 72 and IE2 86 expression in wild-type- and IE2 86 mutant BAC- electroporated cells at 9 days postelectroporation.5 Reduced UL112-113 transcription in IE2 86 mutant BAC-electroporated cells.6 UL112-113 and UL44 expression in IE2 86∆356-356 BAC-electroporated cells.7 UL89 and R160461 transcription is increased at IE times in mutant BAC- electroporated cells.8 pp28 expression in mutant BAC-electroporated cells.1 Construction of the IE2 40 and IE2 60 deletion mutant viruses.2 Major immediate-early protein expression is altered following infection with IE2 ∆40 and IE2 ∆60 viruses.3 Deletion of IE2 40 and IE2 60 reduces virus production following high- multiplicity infection.4 IE1 72 and IE2 86 RNA levels are altered in deletion mutant virus-infected cells.5 Early viral protein expression is not altered following infection with IE2 ∆40 and IE2 ∆60 viruses.6 UL84 and pp65 protein expression is reduced following infection with IE2 ∆40 and IE2 ∆60 viruses.7 UL83, but not UL84, RNA levels are altered in deletion mutant virus- infected cells.1 Construction of the IE ∆30-77 mutant BAC.2 IE ∆30-77 virus replicates with a kinetic defect not rescued by wild-type IE1 72 protein provided in trans.3 Early viral gene expression is delayed following low-multiplicity infection of HFF with IE ∆30-77 recombinant virus.4 The kinetics of viral DNA replication in IE ∆30-77 virus-infected cells follow the increase in viral early gene expression.5 IE and early protein expression is altered in IE ∆30-77 virus-infected cells.6 IE1 72 protein expression is not maintained and viral early protein expression is delayed during high multiplicity infection with IE ∆30-77 virus.7 IE1 72 and UL44 proteins are not efficiently expressed at the same time in IE ∆30-77 virus-infected cells.8 Viral gene expression is delayed in IE ∆30-77 virus-infected cells.9 Altered expression of cell cycle regulatory proteins in IE ∆30-77 virus- infected cells.10 PML is not dispersed following infection with IE ∆30-77 virus.1 Cells transfected with the IE2 86 truncation mutant construct express increased IE and late transcripts, but not viral early genes.2 Cells infected with the IE2 86 truncation mutant virus overexpress IE1 72 protein, but do not express early or late viral proteins or stabilize APC substrates.3 The IE2 86∆88-135 and IE2 86∆88-290 viruses are viable and express early and late viral genes.4 Cells infected with the IE ∆30-77 mutant virus express elevated levels of p53 protein and continue to express p21 protein.1 The HCMV major IE region contains a predicted target site for the HCMV miRNA UL112-1.2 Changes to the UL123 3’ UTR result in increased IE1 72 protein expression, but not increased IE2 86 protein expression.3 Changes to the UL123 3’ UTR result in increased UL123 transcript levels.4 Changes to the UL123 3’ UTR result in decreased production of infectious virus.5 Eliminating the expression of IE2 60 does not alter levels of IE1 72 protein.195 ix ACKNOWLEDGEMENTS This work could never have been completed without the help of many people, both in the Spector lab and elsewhere. I am incredibly lucky to have had a constant source of encouragement and enthusiasm, an insightful critic of scientific results, and a formidable role model in my advisor, Deborah Spector. I am sure that the opportunities, experiences, and training I received in her lab have been truly unique and worthwhile. Thank you also to my thesis committee members.

My work has been significantly strengthened by your suggestions. I am constantly thankful for the help and support I have received from my fellow Spector lab members. To Veronica Sanchez, Chuck Clark, and Chris Morello, who have taught me how to do almost everything I can in the lab, thank you for your help, friendship, suggestions, and moral support. Special thanks go in particular to Chuck, without whom the construction of the HCMV recombinants that form the basis of this dissertation would never have been possible, and to Ronnie, who has never been too busy to offer suggestions and help with experiments and results.

In the latter part of my time in the lab, I have benefited tremendously from working with Rebecca Sanders and Christia Del Rosario, whose continuing work on the IE2 project is very promising. Thank you also to the many past and present members of the lab with whom I did not work directly, in particular Jeff Mahr, Ming Ye, Anokhi Kapasi, and Karen Tran. I have truly learned from everyone who has come through the lab. I have also been very fortunate to work with Finn Grey and Jay Nelson of Oregon Health and x Science University, and several results that have come out of our collaboration are described in the appendix.

My work in the lab has been possible only because of the support I have received from my family. Thank you to my parents: my mother, who will always be my first biology teacher, and my father, who is my best example of what it means to be a scientist. I am truly grateful for their support of my decision to attend UCSD and for their encouragement ever since. Thank you to my sister, Catherine, for your friendship, laughter, and for always believing in me.

Finally, my very deepest appreciation goes to Tony, for his constant and unwavering support during my last three years in graduate school. I am thankful every day for your love and friendship, for the experiences we have had together, and for your presence in my life, and I will always owe you a tremendous debt of gratitude. The text of Chapter 2, in full, is a reprint of the material as it appears in Journal of Virology, 78:1817-1830, 2004. Small internal deletions in the human cytomegalovirus IE2 gene result in nonviable recombinant viruses with differential defects in viral gene expression.

The dissertation author was the primary investigator and author of this paper. The text of Chapter 3, in full, is a reprint of the material as it was accepted for publication in Journal of Virology, December 2006. The IE2 60 kDa and 40 kDa proteins are dispensable for human cytomegalovirus replication, but are required for efficient delayed early and xi late gene expression and production of infectious virus. The dissertation author was the primary investigator and author of this paper.

The text of Chapter 4, in full, is a reprint of the material as it appears in Journal of Virology, 79:7438-52, 2005. Exon 3 of the human cytomegalovirus major immediate-early region is required for efficient viral gene expression and for cellular cyclin modulation. The dissertation author was the primary investigator and author of this paper. xii VITA 1999-2001 Undergraduate Research Assistant, Dartmouth College 2001 Bachelor of Arts, Dartmouth College 2001-2007 Graduate Student Research Assistant, University of California, San Diego 2007 Doctor of Philosophy, University of California, San Diego PUBLICATIONS Ozkan, M.

(2001) Characterization of 13 newly isolated strains of anaerobic, cellulolytic, thermophilic bacteria. (2001) Absorbance of opaque microstructures in optically diffuse media. (2004) Small internal deletions in the human cytomegalovirus IE2 gene result in nonviable recombinant viruses with differential defects in viral gene expression. (2005) Exon 3 of the human cytomegalovirus major immediate-early region is required for efficient viral gene expression and for cellular cyclin modulation.

Early viral gene expression and function. In: Human herpesviruses: biology, therapy, and immunoprophylaxis. Cambridge University Press. The IE2 60 kDa and 40 kDa proteins are dispensable for human cytomegalovirus replication, but are required for efficient delayed early and late gene expression and production of infectious virus.

Accepted for publication in Journal of Virology, December 2006. xiii FIELD OF STUDY Major Field: Biological Sciences Studies in Molecular Virology Professor Deborah H. Spector xiv ABSTRACT OF THE DISSERTATION Functional Roles of the Human Cytomegalovirus IE2 86 kDa Protein in HCMV-Infected Cells by Elizabeth A. White Doctor of Philosophy in Biology University of California, San Diego, 2007 Professor Deborah H.

Spector, Chair The human cytomegalovirus (HCMV) IE2 86 kDa protein is an essential viral regulatory factor that has been shown in transient transfection and in vitro assays to transactivate early viral promoters and to interact with many viral and cellular proteins. To understand the functions provided by this protein in the HCMV-infected cell, we have constructed and characterized a family of recombinant viruses xv containing changes to the IE2 gene and other parts of the HCMV major immediate early (IE) region. The study of these HCMV mutants has allowed us to confirm that several of the predicted functions of IE2 86 are relevant in the virus-infected cell and has identified new functions for the protein. Introducing small deletions into the C-terminus of IE2 86 resulted in viruses that do not support early gene expression, replicate, or repress the major IE promoter.

Surprisingly, these constructs also mediated up-regulation of several delayed early and late viral genes, suggesting that IE2 functions are required for the proper regulation of late viral gene expression. By constructing several viruses that do not express the IE2 40 and IE2 60 kDa proteins, which are present in infected cells at late times post infection, we continued to investigate the regulation of late gene expression by IE2. Again, we found that the IE2 40 and IE2 60 proteins are required for proper late gene expression and for repression of the major IE promoter. Interactions between the virus and the host cell are also crucial for proper HCMV replication, and a recombinant virus with a deletion in exon 3 of the major IE region demonstrated that IE2 86 is important not only for transactivation of viral early promoters, but also for dysregulation of the host cell cycle.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Protein IE2 86 kDa của HCMV: Chức năng và vai trò" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án tiến sĩ nghiên cứu chức năng protein IE2 86 kDa của virus Cytomegalovirus. Phân tích vai trò trong biểu hiện gen, điều hòa tế bào và sản xuất virus.

Luận án "Protein IE2 86 kDa của HCMV: Chức năng và vai trò" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại University of California, San Diego. Năm bảo vệ: 2007.

Luận án "Protein IE2 86 kDa của HCMV: Chức năng và vai trò" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Protein IE2 86 kDa của HCMV: Chức năng và vai trò" thuộc chuyên ngành Biology. Danh mục: Sinh Học Phân Tử Tế Bào.

Luận án "Protein IE2 86 kDa của HCMV: Chức năng và vai trò" có bao nhiêu trang?

Luận án "Protein IE2 86 kDa của HCMV: Chức năng và vai trò" có 250 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Protein IE2 86 kDa của HCMV: Chức năng và vai trò" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter