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Analyse der L-Protein-vermittelten Superinfektionsresistenz bei der DHBV-Infektion

Erbes, Berit

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PDF, German
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Abstract

Superinfektionsresistenz (SIR) bezeichnet das Phänomen, dass eine bereits infizierte Zelle gegenüber einer weiteren Infektion durch ein homologes Virus resistent ist. Dieser Pathogenvermittelte Zustand ist für zahlreiche Viren beschrieben, die zugrunde liegenden Mechanismen sind dabei ebenso vielseitig, oft wird der zelluläre Rezeptor herabreguliert. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das Phänomen für die hepadnavirale Infektion am Tiermodell des Enten Hepatitis B Virus (DHBV) untersucht. Ziel war es 1) die SIR quantitativ zu evaluieren und 2) den zugrunde liegenden SIR-Mechanismus näher zu charakterisieren. Da diese zelluläre Resistenz bei DHBV bekanntermaßen alleinig durch die Expression des großen Hüllproteins (L) induziert wird, galt es verantwortliche Determinaten in L zu identifizieren. Bevor L hierfür einer umfangreichen Mutationsanalyse unterzogen wurde, wurde quantitativ der Einfluss der heterologen L-Proteinexpression auf die Infektionseffizienz von DHBV untersucht. Um eine valide Quantifizierung zu gewährleisten, wurde eine fundierte Auszähl und Kalkulationstechnik auf Einzelzellebene etabliert. Diese ermöglichte es, Messdaten von Hepatozyten aus unterschiedlichen Leberzellpräparationen sowie die SIR-Phänotypen von Wildtyp L und L-Mutanten vergleichbar zu machen. Die Infizierbarkeit L-exprimierender Zellen stellte sich im Resultat eindeutig als ein von der L-Konzentration abhängiges, aber von der DHBV-Menge im Inokulum unabhängiges Phänomen dar. Selbst bei hoher DHBVKonzentration waren L-exprimierende Zellen noch in der Lage eine Superinfektion effektiv auszuschließen. Mit dem Ziel die SIR-Kompetenz von L einem definierten Sequenzabschnitt im Hüllprotein zuzuordnen, wurden L-Mutanten generiert und auf ihre Fähigkeit hin untersucht, eine DHBVSuperinfektion von Hepatozyten verhindern zu können. Hierbei zeigte sich, dass weder die Modifizierung von L durch i) Myristoylierung oder Phosphorylierung, noch ii) seine proteolytische Prozessierung oder iii) seine Interaktion mit dem DHBV-Rezeptor Carboxypeptidase D in den SIR-Mechanismus involviert sind. Dass der etablierten Resistenz im Zuge einer DHBV-Infektion ein unmittelbar hemmender Effekt von L auf den viralen Rezeptor zugrunde liegt, ist somit ausgeschlossen. Im Gegensatz dazu resultierte aus Deletionen im Sequenzbereich zwischen den Resten 118- 149 in der pre-S Subdomäne eine signifikante und drastische Beeinträchtigung von L eine Superinfektion verhindern zu können. Dem Sequenzabschnitt konnte eindeutig die Funktion zugeordnet werden, die L-vermittelte SIR zu verantworten. Die so identifizierte SIRDeterminante überlappt mit der Kapsidbinderegion in pre-S, die während der Partikelmorphogenese mit dem viralen Kapsid in Kontakt tritt. Da eine Bindeanalyse des Weiteren offenbarten, dass die Infektionsblockade erst nach der Aufnahme des superinfizierenden Virus in die Zelle zum Tragen kommt, geht das entwickelte Modell zum SIR-Mechanismus davon aus, dass Virus aus einer Zweitinfektion zwar noch ungehindert an Zellen bindet und in diese aufgenommen wird, die ins Zytosol freisetzten Kapside superinfizierender Viren werden aber sofort durch L-Moleküle aus der Initialinfektion abgefangen, erneut umhüllt und –möglicherweise sogar als infektiöse Partikel- wieder aus der Zelle geschleust.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Urban, Prof. Dr. Stephan
Place of Publication: Universität Heidelberg
Date of thesis defense: 24 February 2015
Date Deposited: 29 May 2015 11:00
Date: 2015
Faculties / Institutes: The Faculty of Bio Sciences > Dean's Office of the Faculty of Bio Sciences
Subjects: 570 Life sciences
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