Die Zellkerndomänen PML NBs sind in den letzten Jahren in den Mittelpunkt der virologischen Grundlagenforschung gerückt, da sie vermutlich im Replikationszyklus vieler Viren eine wichtige Funktion einnehmen. Diese Matrix-assoziierten Strukturen enthalten eine Vielzahl unterschiedlichster Proteine, die an verschiedenen zellulären Vorgängen maßgeblich beteiligt sind. Ferner spielen sie eine ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Die Zellkerndomänen PML NBs sind in den letzten Jahren in den Mittelpunkt der virologischen Grundlagenforschung gerückt, da sie vermutlich im Replikationszyklus vieler Viren eine wichtige Funktion einnehmen. Diese Matrix-assoziierten Strukturen enthalten eine Vielzahl unterschiedlichster Proteine, die an verschiedenen zellulären Vorgängen maßgeblich beteiligt sind. Ferner spielen sie eine wichtige Rolle bei virusinduzierten Transformationsvorgängen. Bei hu-manen Adenoviren ist das Onkoprotein E4ORF3 für die Modulation von PML NBs verantwortlich. E4ORF3 bewirkt dabei die Reorganisation der PML NBs in fibrilläre Strukturen, die E4ORF3 und verschiedene zelluläre Komponenten dieser PML NBs (z.B. p53, p300 und PML) enthalten. In der vorliegenden Arbeit wurden mit Hilfe struktureller und funktioneller Analysen wichtige Bereiche und zelluläre Interaktionspartner des E4ORF3-Proteins identifiziert, die für die Reorganisation der PML NB-Kerndomänen und die Ausbildung fibrillärer E4ORF3-Strukturen verantwortlich sind. So zeigen immunohistochemische Untersuchungen und Transformationsversuche verschiedener E4ORF3-Mutanten einen neuartigen Aspekt der E4ORF3-induzierten Zelltransformation: Für das transformierende Potenzial von E4ORF3 ist dessen Interaktion mit den PML NBs vollkommen ausreichend; eine E4ORF3-vermittelte Reorganisation dieser Zellkerndomänen ist hingegen nicht notwendig. Funktionelle Untersuchungen zeigen, dass diese Aktivität direkt über den zellulären Transkriptionskoaktivator p300 reguliert wird, der bekanntermaßen in vitro und in vivo mit dem E4-Protein interagiert. Die Histonazetyltransferase (HAT) p300 bewirkt dabei die nukleäre Retention des viralen Polypeptids und fördert somit direkt oder indirekt die Ausbildung fibrillärer Kernstrukturen, die E4ORF3, p300 und andere noch unbekannte zelluläre Kernproteine enthalten. Ferner konnte mit Hilfe eines In-vitro-Histonazetylierungs-Testsystems gezeigt werden, dass E4ORF3 einen negativen Effekt auf die Azetylierung von Histonen durch endogene HAT-Enzyme besitzt und dabei selbst azetyliert wird. Dies lässt vermuten, dass E4ORF3 die HAT-Aktivität von p300 direkt beeinflusst. Nach einem einfachen Modell könnte E4ORF3 die Auflockerung der Chromatinstruktur blockieren und dadurch zelluläre und/oder virale Transkriptionsprozesse inhibieren. Dafür spricht auch die erstmalige Beobachtung, dass E4ORF3 an p53 bindet und posttranslational die Azetylierung des Tumorsuppressorproteins und damit die Aktivierung p53-stimulierter Transkription reprimiert. Im Ganzen unterstützen diese Ergebnisse die Vorstellung, dass die transformierenden Eigenschaften von E4ORF3 zumindest teilweise über die Interaktion mit den PML NBs und verschiedenen Komponenten der PML NBs vermittelt werden. An erster Stelle stehen dabei die Tumorsuppressorproteine p53 und p300. Auf molekularer Ebene agiert E4ORF3 dabei vermutlich als ein viraler Transkriptionsrepressor, der posttranslational über Wechselwirkung mit p300 die Azetylierung von Histonen und Nicht-Histon-Proteinen (z.B. p53) inhibiert. Da alle bislang bekannten viralen Onkoproteine der DNA-Tumorviren die Funktion von PML NBs verändern, beschreibt die E4ORF3-vermittelte Modulation von PML NBs und p53 über p300 einen neuartigen, vermutlich allgemeingültigen Wirkmechanismus virusvermittelter Onkogenese.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Recently, PML NBs came into focus of basic research in virology, as these nuclear domains seem to play an important role during viral replication. These matrix-associated structures contain various proteins, which are responsible for many different cellular processes. In addition, they serve important functions regarding virus-induced cell transformation. In case of human adenoviruses, E4ORF3 is ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Recently, PML NBs came into focus of basic research in virology, as these nuclear domains seem to play an important role during viral replication. These matrix-associated structures contain various proteins, which are responsible for many different cellular processes. In addition, they serve important functions regarding virus-induced cell transformation. In case of human adenoviruses, E4ORF3 is known to modulate PML NBs. E4ORF3 causes the reorganisation of PML NBs into fibrillic structures, containing E4ORF3 and several components of PML NBs (e. g. p53, p300, PML). Functional and structural analyses in this work revealed important regions and cellular interaction partners of the E4ORF3 protein, being essential for the reorganisation of PML nuclear domains and the development of fibrillic E4ORF3 structures in the nucleus. Thus, immunohistochemistry and transformation assays with different E4ORF3 mutants show a novel aspect of E4ORF3-mediated malignant transformation: the transforming potential of E4ORF3 depends on its interaction with PML NBs. The E4ORF3-induced reorganisation of these nuclear domains, however, does not seem to be necessary for cell transformation. Functional investigations also indicate that this activity is directly or indirectly regulated by the cellular transcription coactivator p300, which � as shown by in vitro and in vivo binding studies - interacts with the E4 protein. The histone acetyltransferase (HAT) p300 causes the nuclear retention of the viral polypeptide, thereby enabling the formation of fibrillic nuclear structures, which embody E4ORF3, p300 and other yet unknown cellular proteins. The results of the in vitro histone acetyltransferase assays demonstrate that E4ORF3 has a negative effect on the acetylation of histone proteins by endogenous HAT enzymes, while being acetylated itself. This leads to the assumption, that E4ORF3 protein has a direct influence on the HAT activity of p300. According to a simplified model, E4ORF3 is able to block chromatin condensation, and hence inhibiting both cellular and viral transcription processes. This is in accordance with my observation, that E4ORF3 binds to p53 resulting in the inhibition of p53 acetylation and the repression of p53-stimulated transcription activation. Taken together, these results provide evidence, that the transforming potential of E4ORF3 is mediated through the interaction with PML NBs and various PML NB components (e.g. p53, p300). At the molecular level, the E4-Protein may also act as a viral tumour suppressor, inhibiting the acetylation of histones and non-histone proteins (e.g. p53) through its interaction with p300. All DNA tumour virus oncoproteins known so far are able to alter PML NBs. Hence, the E4ORF3-mediated modulation of PML NBs and p53 via p300 represents a novel mechanism of virus-induced oncogenesis.
Downloadstatistik