Molekularer Wirkmechanismus der Inhibition der viralen DNA-Replikation
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Persistierende Infektionen mit bestimmten humanen Papillomviren (HPV) stellen einen notwendigen Risikofaktor für die Entwicklung von Karzinomen der Zervix dar. HPV Genome liegen als extrachromosomale Elemente mit niedriger Kopienzahl im Kern persistent-infizierter Zellen vor und können aber auch - wie für viele Zervixkarzinome gezeigt - als in das Wirtsgenom integrierte, partielle Virusgenome vorliegen. Eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der DNA Replikation und Transkription spielen virale Proteine, die von den E1 und E2 Leserahmen kodiert werden. Das E2 Protein stellt einen Replikationsaktivator und Transkriptionsmodulatorprotein dar. Darüber hinaus wird durch alternatives RNA-Spleißen das E8^E2C Replikations- und Transkriptionsrepressorprotein gebildet. Eigene Arbeiten belegten, dass der E8 Anteil eine Repressordomäne darstellt, die in Verbindung mit einer sequenzspezifischen DNA-Bindungsdomäne die Transkription und die Replikation von HPV31 Ursprungsplasmiden inhibieren kann. In diesem Projekt konnten wir erstmals demonstrieren, dass die Überexpression von E8AE2C in HPV-positiven Zervixkarzinomzellen einen Wachstumsarrest auslösen kann. Dies korreliert mit der transkriptionellen Repression der HPV18 E6/E7 mRNA und der Reaktivierung der p53 und pRB Tumorsuppressorproteine. Die E8 Domäne erwies sich als notwendig für die Wachstumsinhibition und Promotorrepression durch E8^E2C. Chromatinimmunpräzipitationsexperimente legten nahe, dass die E8-Domäne nicht nur wichtig für die Transkriptionsrepression ist, sondern auch eine wichtige Rolle bei der Erkennung des in das Wirtsgenom integrierten HPV18 E6/E7 Promotors spielt. Wir konnten außerdem zeigen, dass die E8-Domäne mit zellulären Korepressormolekülen wie Klasse l Histondeacetylasen (HDAC), dem TRIM28 Protein sowie der Histonmethyltransferase SETDB1 interagiert. Funktionelle Studien belegen, dass die Interaktion mit HDACs die transkriptionelle Repression und die mitTRIM28 die Inhibition der Replikation durch E8AE2C vermitteln. Dies legt nahe, dass zelluläre Korepressormoleküle an der Transkriptions- und Replikationskontrolle von karzinogenen HPV beteiligt sind. Zusammengefasst eröffnen diese Befunde neuartige Interventionsmöglichkeiten in Zellen mit replizierenden als auch integrierten HPV Genomen. Weiterhin konnten wir bisher unbekannte RNA-Spleißsignale im E1 Leserahmen identifizieren, welche für die langfristige Replikation von HPV31 in der Persistenzphase notwendig sind. Dies weist darauf hin, dass entweder weitere, bisher unbekannte virale Replikationsproteine existieren oder dass alternatives Spleißen einen post-transkriptionellen Kontrollmechanismus für die bekannten Replikationsproteine darstellt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A novel splice donor site at nt 1534 is required for long-term maintenance of HPV31 genomes. Virology 2007, Sep 26; [Epub ahead of print]
Sven Poppelreuther, Thomas Iftner, Frank Stubenrauch
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The E8 repression domain can replace the E2 transactivation domain for growth inhibition of HeLa cells by papillomavirus E2 proteins. Int J Cancer. 2007, 121(10), 2284-2292
Stubenrauch F, Straub E, Fertey J, Iftner T
