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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-71789
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/7178/


Verbruggen, Paul

RNA polymerase II inhibition by the La CrosseVirus non-structural protein NSs as a mechanism to suppress antiviral responses

Inhibierung der RNA Polymerase II durch das La Crosse Virus Nicht-Strukturelles Protein NSs als Mechanismus der Hemmung der zellulären antiviralen Antwort

Dokument1.pdf (3.007 KB) (md5sum: 07966a27e85cf059f7d02bd469cab3c8)

Kurzfassung in Englisch

La Crosse virus (LACV) is a member of the family Bunyaviridae causing severe encephalitis in children. We have previously shown that the non-structural protein NSs of LACV is an important virulence factor whose expression leads to inhibition of antiviral type I interferon induction. In this thesis I demonstrate that not only interferon transcription is affected but that cellular mRNA production in general is inhibited shortly after infection in an NSs-dependent manner. Dysregulation of transcription is followed by massive proteasome-dependent degradation of transcriptionally active RNA polymerase II. Surprisingly, this step is apparently not dependent on ubiquitylation. Transcription by another inportant cellular polymerase, RNA polymerase I, was not affected. An interactor screen identified Elongin C as a binding partner of LACV NSs in vitro. Elongin C is known to be part of a complex which binds to transcriptionally active RNA polymerase II and thereby enhances its processivity. Also, Elongin C is part of a plethora of E3 ubiquitin ligase complexes involved in degradation of many cellular substrates, including RNA polymerase II. Upon wild-type LACV infection, Elongin C disappears from the nucleoli, which does not occur when an NSs-deficient virus is used. Closer analysis, however, could not reveal a role for Elongin C in the NSs-induced shutdown of RNA polymerase II transcription, and more research is needed to attribute the exact role of the NSs – Elongin C interaction. My observation that RNA polymerase II transcription shut-off precedes its diseapprance proposed furthermore that LACV NSs acts in a two step fashion; first it induces a transcriptional shut-off by an as of yet unknown mechanism followed by proteasomal degradation of RNA polymerase II. The last step may take place by either an NSs-dependent, or an NSs-independent mechanism.


Kurzfassung in Deutsch

Das angeborene Immunsystem der Säuger stellt eine wichtige Barriere für eindringende Pathogene dar. Hierbei ermöglicht vor allem das Interferonsystem die Erkennung und Entfernung viraler Pathogene aus infizierten Zellen. Viele Viren haben daher Strategien entwickelt diesen Abwehrmechanismus zu umgehen oder zu unterdrücken. La Crosse virus (LACV) ist ein Negativstrang RNA Virus welches in den Genus Orthobunyavirus der Familie der Bunyaviridae eingeordnet wird und stellt einen wichtigen Verursacher von Enzephalitiden bei Kindern in den Vereinigten Staaten dar. Deshalb wird dieses Virus als ein signifikantes Pathogen betrachtet. Es wurde gezeigt, dass das Nicht-Strukturprotein NSs von LACV einen Antagonisten des Interferon (IFN)-Systems darstellt, und dass dies mit dem Verschwinden der RNA Polymerase II und einer Hemmung der mRNA Transkription einhergeht.
Das Ziel dieser Arbeit war es, den Mechanismus durch welchen LACV NSs diese Ereignisse hervorruft, zu untersuchen. Weiterhin sollte untersucht werden mit welchen Proteinen NSs interagiert um die mRNA Synthese zu hemmen. Mit einer neue Methode, basierend auf der Messung der relativen Menge pre-mRNA in uninfizierten Zellen im Vergleich zu infizierten Zellen, konnte nachgewiesen werden, dass LACV sowohl die Transkription induzierter Gene, als auch die von konstitutiv-aktiv transkribierten Genen inhibiert. Dies geschieht schon innerhalb von zwei Stunden nach Infektion. Eine Analyse der RNA Polymerase I Aktivität zeigte, das diese Polymerase nicht von LACV NSs gehemmt wird. Weiterhin wurde nachgewiesen dass LACV NSs mit ElonginC in vitro interagiert, und dass sich die ElonginC Lokalisation in der Zelle nach der Infektion ändert. Die Bestimmung der pre-mRNA Menge nach siRNA vermitteltem Knockdown von ElonginC zeigte allerdings, dass die Interaktion von NSs und ElonginC vermutlich nicht verantwortlich ist für die NSs induzierte Hemmung der RNA Polymerase II. In weiteren Versuchen konnte gezeigt werden, dass die RNA Polymerase II über das Proteasom abgebaut wird, aber dass Ubiquitinierung für diesen Abbau nicht notwendig ist. Obwohl die Hemmung der mRNA Transkription schon innerhalb weniger Stunden auftritt, zeigte sich jedoch dass der Abbau der RNA Polymerase II erst zu einem späteren Zeitpunkt der Infektion stattfindet. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass NSs zuerst eine Inhibition der mRNA Synthese hervorruft, ob auch der Abbau der RNA Polymerase II direkt durch das NSs Proteins vermittelt wird, konnte nicht geklärt werden.


SWD-Schlagwörter: RNS-Polymerase II , Interferon , Proteasom , Biologischer Abbau , Viren
Freie Schlagwörter (deutsch): Bunyavirus
Freie Schlagwörter (englisch): RNA polymerase II Proteasomal degradation , Bunyavirus , interferon antagonist
Institut: Inst. für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
Fakultät: Fakultät für Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Weber, Friedemann (Prof.Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 21.01.2010
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 27.01.2010
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