Mechanism of HTLV-1 counteraction of APOBEC3
Final Report Abstract
Das humane Retrovirus HTLV-1 verursacht eine adulte T-Zell Leukämie und eine schwere neurologische Erkrankung (HAM/TSP). Weder ein präventiver Impfstoff noch eine antivirale Therapie existiert, um Infektion und Krankheit zu verhindern. Molekulare Aspekte der HTLV-1 Biologie sind im Vergleich zu HIV-1 sehr viel schlechter verstanden. Unsere Ergebnisse belegen, dass humane APOBEC3 (A3) Cytidine Deaminasen unter experimentellen Bedingungen die Replikation von HTLV-1 stark hemmen. Leider ist genau das wichtigste humane A3 Protein, das A3G, nicht antiviral aktiv gegen HTLV-1. Die Ursache der Resistenz von HTLV-1 gegen A3G ist verbunden mit seinem Nucleocapsid (NC) Protein. Eine Trunkierung am N-Terminus (∆NCDC) löst die Resistenz auf und HTLV-1 kann durch A3G gehemmt werden. Während das Wildtyp NC Protein notwendig ist für eine Resistenz von HTLV-1 gegenüber A3G sind andere Mitglieder der A3 Familie wie A3A, A3B und A3H in der Lage Wildtyp und ∆NCDC HTLV-1 stark zu hemmen. Unser Forschungsprojekt zielt auf die Mechanismen dieser Interaktionen und möchte verstehen welche Funktion das NC Protein für Verpackung und Resistenz gegen humane A3s hat und welche Proteinbereiche in den A3s die NC Toleranz vermitteln. Die bisherigen Daten zu den A3 Domänen zeigen, dass die NC Toleranz nicht durch ein lineares Epitope vermittelt wird. Deshalb werden wir uns im nächsten Schritt die strukturellen Unterschiede von aktiven und nicht aktiven A3s anschauen. Es sieht so aus, dass mindestens zwei Mechanismen regulieren, ob ein A3 Protein Wildtyp HTLV-1 inhibieren kann. Nicht weniger kompliziert scheint die anti-A3 Funktion von NC zu sein. Wir können zeigen dass im ∆NCDC HTLV-1 30% weniger Expression des Protease Leserahmens vorliegt. Vermutlich wird durch die NC Mutation weniger ribosmales Frameshifting durchgeführt. Die Protease könnte ein A3- Gegenspieler sein. Ectopische Expression der Protease konnte mit Rex-Koexpression hergestellt werden. Allerdings konnten wir durch Protease Expression in trans nicht den HTLV-1 Reifungsdefekt einer Protease-defizienten Virusvariante retten. Vorläufige Daten zeigen, dass NC defizientes HTLV-1 das A3G in die Virionen verpackt. Ob hier eine strukturelle Exklusion oder ein in Degradierungsprozess in virion vorliegt ist noch ungeklärt. Wir können im Moment auch noch keine endgültige Aussage zur Bedeutung der viralen akzessorischen Proteine für die Interaktion mit A3s machen. Unser Projekt wird weiter fortgeführt um diese wichtigen Fragen und auch den Mechanismus der Deaminase unabhängigen Inhibition durch A3H zu klären.
