The mechanism of the inhibition of the replication of carcinogenic human papillomaviruses by the NCOR/SMRT-repressor complex
Final Report Abstract
Persistierende Infektionen mit humanen Papillomviren (HPV) wie HPV16, 18, 31 u.a. können zu invasiven Adeno- und Plattenepithelkarzinomen des Ano-Genital-Trakts und des Oro-Pharynx führen. Das E8^E2 Protein stellt einen hoch-konservierten, negativen Regulator der HPV-Replikation dar. HPV E8^E2 Proteine rekrutieren über die E8-Domäne zelluläre NCoR/SMRT-Korepressorkomplexe, um virale Transkription und Replikation inhibieren. Der direkte Interaktor von HPV31 E8^E2 in NCoR/SMRT-Komplexen ist nicht bekannt. Unsere in vivo Protein-Protein-Interaktionsanalysen legen nahe, dass NCoR über die Aminosäurereste 228-314, welche hoch-konserviert zwischen NCoR und SMRT sind, direkt mit E8^E2 interagiert. Dieser Befund ermöglicht die Entwicklung von Reagenzien zur Interferenz mit E8^E2 in HPV-infizierten Zellen, um zu testen, ob dies eine mögliche Therapieoption darstellt. HDAC3 ist die katalytische Untereinheit von NCoR/SMRT-Komplexen. Überraschenderweise zeigen unsere Untersuchungen, dass HPV31 E8^E2 zur Repression unterschiedlicher viraler Promotoren NCoR und SMRT benötigt, aber nicht HDAC3. Dies weist erstmals darauf hin, dass NCoR/SMRT-Komplexe HDAC3-unabhängig Transkription inhibieren können. Die Arbeiten der vergangenen Förderperiode belegen, dass das HPV31 E8^E2 Protein post-translational durch Phosphorylierung an bestimmten Serinen modifiziert wird. Diese Modifikation wird für die transkriptionellen Repressoreigenschaften benötigt. Überraschenderweise beeinflusst eine entsprechende Mutation nicht die Virusreplikation und –transkription in undifferenzierten oder differenzierten Zellen, sondern nur die Transkription von zellulären Genen wie LYPD2. Unsere Arbeiten legen auch nahe, dass das HPV16 E8^E2 Protein die Expression von zellulären Genen wie z.B. ATF3, Cyr61, PD-L1 und ULBP1 v.a. in differenzierten Zellen verändert. Interessanterweise ist dies vermutlich eine indirekte Konsequenz der durch den Verlust der E8^E2 Expression verursachten Überreplikation der Genome und erhöhten Expression später viraler Proteine wie E4, da eine Überexpression von E1, dem viralen Replikationsinitiatorprotein, oder E4 ATF3 in undifferenzierten Zellen induziert. Proteine wie PD-L1 und ULBP1 sind an der Erkennung von virus-infizierten Zellen durch T-Zellen und NK- Zellen beteiligt. Dies vermuten, dass E8^E2-regulierte Gene zur Immunevasion von HPV-induzierten Läsionen beitragen.
Publications
- (2020) Contribution of HDAC3 to transcriptional repression by the human papillomavirus 31 E8^E2 protein. The Journal of general virology 101 (7) 751–759
Dreer, Marcel; Blondzik, Saskia; Straub, Elke; Iftner, Thomas; Stubenrauch, Frank
(See online at https://doi.org/10.1099/jgv.0.001438) - Control of viral replication and transcription by the papillomavirus E8^E2 protein. Virus Res. 2017 Mar 2;231:96-102
Dreer M, van de Poel S, Stubenrauch F
(See online at https://doi.org/10.1016/j.virusres.2016.11.005) - Identification and Functional Characterization of Phosphorylation Sites of the Human Papillomavirus 31 E8^E2 Protein. J Virol. 2018 Jan 30;92(4). pii: e01743-17
van de Poel S, Dreer M, Velic A, Macek B, Baskaran P, Iftner T, Stubenrauch F
(See online at https://doi.org/10.1128/JVI.01743-17)
