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Cell and Receptor Tropism of γ2-Herpesviruses

dc.contributor.advisorHahn, Alexander Dr.
dc.contributor.authorGroßkopf, Anna Katharina
dc.date.accessioned2021-02-25T13:37:09Z
dc.date.available2021-02-25T13:37:09Z
dc.date.issued2021-02-25
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-158C-6
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-8431
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-8431
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc570de
dc.titleCell and Receptor Tropism of γ2-Herpesvirusesde
dc.typecumulativeThesisde
dc.contributor.refereeHahn, Alexander Dr.
dc.date.examination2020-03-23
dc.description.abstractgerDas Kaposi-Sarkom-Herpesvirus (KSHV), das einzige Rhadino- oder γ2-Herpesvirus im Menschen, ist mit dem Kaposi Sarkom (KS) und zwei B-Zell-Lymphomen, dem primären Effusionslymphom und der multizentrischen Castleman-Erkrankung, assoziiert. Da der Mechanismus der Primärinfektion, die Ausbreitung im Wirt und die Entstehung Virus-assoziierter Erkrankungen zumindest teilweise durch den viralen Zell- und Gewebetropismus bestimmt werden, ist es entscheidend den Beitrag spezifischer Interaktionen zwischen viralen Glykoproteinen und zellulären Rezeptoren zur Infektion unterschiedlicher Zelltypen zu verstehen. Der Fokus dieser Arbeit liegt hierbei auf der Familie der Eph Rezeptortyrosinkinasen, die an der Infektion diverser adhärenter Zelllinien beteiligt sind. Indes der KSHV gH/gL Glykoproteinkomplex die höchste Affinität für EphA2 aufweist, wurden weitere Eph Rezeptoren des A-Typs als Bindepartner von KSHV beschrieben. Obwohl die gH/gL-Eph Interaktion Gegenstand verschiedener Studien war, gibt es weiterhin unbeantwortete Fragen bezüglich der Rolle von Eph Rezeptoren für den KSHV Tropismus und KSHV-assoziierte Pathologien. Unsere Zielsetzung lag demnach in der Identifikation von Aminosäuren in KSHV gH/gL, welche essentiell für die Eph-Interaktion sind, in der Konstruktion von rekombinanten Viren mit Mutationen in den identifizierten Aminosäuren, sowie in der Charakterisierung der Eph Rezeptor Nutzung auf BJAB Zellen, einem Modell für die Zell-assoziierte KSHV Infektion von B-Zellen. Analog zu KSHV interagiert das verwandte Rhesusaffen Rhadinovirus (RRV) mit Eph Rezeptoren, zeigt hierbei jedoch abweichende Affinitäten für einzelne Mitglieder der Eph Familie. Durch Vergleiche zwischen beiden Viren konnten wir konservierte Aminosäuren in der N-terminalen Region von gH identifizieren, welche essentiell für die gH/gL-Eph Interaktion sind. Mutation dieser Aminosäuren in KSHV und RRV verhinderte die Interaktion mit Eph Rezeptoren und ermöglichte uns die Analyse des Zelltypspezifischen Beitrags von Eph Rezeptoren zur KSHV und RRV Infektion. Dieses System kam außerdem in unserer Studie zum Einsatz, die zwei weitere Eph Rezeptoren des A-Typs als funktionelle KSHV und RRV Rezeptoren auf BJAB Zellen charakterisierte. Die Funktion von EphA5 und EphA7 in der KSHV Zell-Zell Übertragung, sowie in der zellfreien RRV Infektion wurde durch Knockout mit Hilfe der CRISPR/Cas9 Methode nachgewiesen. Ferner beschäftigten wir uns mit der Frage, ob weitere, Eph-unabhängige Interaktionspartner des gH/gL Komplexes die Infektion verschiedener Zelltypen durch Rhadinoviren beeinflussen. Wir identifizierten die Plexin domain containing Proteine 1 und 2 (Plxdc1/2) als spezifische Interaktionspartner von RRV im Gegensatz zu KSHV und beschrieben ein essentielles Plxdc-Interaktionsmotiv nahe dem Eph-Interaktionsmotiv in RRV gH. Die Plxdc-Rezeptorfunktion wurde mittels lentiviraler Überexpression sowie mit Hilfe von zur Plxdc-Bindung unfähigen RRV Deletionsmutanten nachgewiesen. Zusammengenommen beschreiben die vorliegenden Studien weitere Eph Rezeptoren vom A-Typ als funktionelle Rezeptoren für KSHV und RRV, charakterisieren die Funktion einer neuen Rezeptorfamilie für die RRV Infektion und verdeutlichen die Bedeutung der N-terminalen Region des rhadinoviralen gHs als konservierte Rezeptorbindedomäne, welche die Interaktion von KSHV und RRV mit Eph Rezeptoren und die Interaktion von RRV mit Plxdc Rezeptoren vermittelt.de
dc.description.abstractengKaposi’s sarcoma-associated herpesvirus (KSHV), the only rhadino- or γ2-herpesvirus of humans, is associated with Kaposi’s sarcoma (KS) and two B cell proliferative malignancies, primary effusion lymphoma (PEL) and a variant of multicentric Castleman’s disease (MCD). As routes of primary infection, dissemination through the host, and development of virus-associated pathologies are at least partially shaped by viral cell and tissue tropism, it is crucial to understand the contribution of distinct viral glycoproteins and cellular receptor interactions to cell type-specific infection. In this context, the present thesis focuses on members of the Eph family of receptor tyrosine kinases, which were shown to play a role in KSHV infection of various adherent cell lines. While the KSHV gH/gL glycoprotein complex exhibits the highest affinity for EphA2, additional A-type Ephs have been described as interaction partners of KSHV. Even though the gH/gL-Eph interaction was subject of various studies, key questions regarding the role of Ephs in KSHV tropism and pathology remained unanswered. We therefore aimed to identify amino acid residues on the KSHV gH/gL complex that critically mediate the Eph interaction, create Eph detargeted virus recombinants mutated in the identified amino acid residues, and characterize the Eph usage on BJAB cells, as model for cell-to-cell transmission of KSHV into B cells. Similar to KSHV, the related rhesus monkey rhadinovirus (RRV) interacts with Eph receptors while exhibiting differing affinities for individual Eph family members. Comparison of the two viruses allowed us to identify conserved amino acid residues in the N-terminal domain of gH which are critical for the gH/gL-Eph interaction. Mutation of these amino acids in KSHV and RRV recombinants abrogated the viral interaction with Eph receptors and allowed us to analyze the cell type-specific contribution of the Eph family to KSHV and RRV infection. This system was also employed in our second study which identified two additional A-type Ephs as functional KSHV and RRV receptors on BJAB cells. The role of EphA5 and EphA7 in KSHV cell-to-cell transmission and RRV cell-free infection was demonstrated using CRISPR/Cas9-mediated knockout. We furthermore addressed the question whether additional cellular, Eph-independent interaction partners of the gH/gL complex shape the rhadinoviral infection of different cell types. We identified the Plexin domain containing proteins 1 and 2 (Plxdc1/2) as specific interactors for RRV, but not KSHV, and characterized a crucial Plxdc-interaction motif in close proximity to the identified Eph-interacting residues on RRV gH. Receptor function of Plxdcs was demonstrated by lentiviral overexpression of Plxdc1 and 2 in target cells and a Plxdc-detargeted RRV deletion mutant. Collectively, the present studies identify additional A-type Eph members as functional receptors for KSHV and RRV, characterize the role of a novel family of gH/gL-interacting proteins for RRV infection, and underline the importance of the N-terminal domain of the rhadinoviral gH as conserved receptor-binding domain, which mediates the interaction of KSHV and RRV with Eph receptors and the independent interaction of RRV with Plxdc family members.de
dc.contributor.coRefereeGroß, Uwe Prof. Dr.
dc.contributor.thirdRefereeWalter, Lutz Prof. Dr.
dc.contributor.thirdRefereeWeber, Friedemann Prof. Dr.
dc.contributor.thirdRefereePöhlmann, Stefan Prof. Dr.
dc.contributor.thirdRefereeRoos, Christian PD Dr.
dc.subject.engVirus entryde
dc.subject.enggamma-herpesvirusde
dc.subject.engEph receptorsde
dc.subject.engPlexin domain containing proteinde
dc.subject.engKSHVde
dc.subject.engRRVde
dc.subject.enggH/gL complexde
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0005-158C-6-6
dc.affiliation.instituteGöttinger Graduiertenschule für Neurowissenschaften, Biophysik und molekulare Biowissenschaften (GGNB)de
dc.subject.gokfullBiologie (PPN619462639)de
dc.identifier.ppn1749484188


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