Das EBNA1-Protein des Epstein-Barr Virus: Genetische und funktionelle Analyse

Published: July 2, 2004, 11 a.m.

b'Das Epstein-Barr Virus (EBV) infiziert prim\\xe4re humane B-Zellen und kann deren unbegrenzte Proliferation induzieren. Dieser Prozess der Wachstumstransformation von B\\u2013Zellen ist ein Modellsystem, das die pathogenen Mechanismen bei der Tumorentstehung widerspiegelt. Das Epstein-Barr Virus nukle\\xe4re Antigen 1 (EBNA1) wurde als essentiell f\\xfcr den Prozess der Wachstumstransformation prim\\xe4rer humaner B-Lymphozyten beschrieben, weil es an der latenten Replikation \\xfcber den viralen Replikations-Ursprung oriP, der extrachromosomalen Erhaltung des Virus-Episoms und der transkriptionellen Trans-aktivierung der latenten Gene beteiligt ist (Rickinson und Kieff, 2001). Dieses Postulat wurde nie experimentell untersucht, da die genetische Analyse mit den bisherigen Methoden nicht m\\xf6glich war. Das Maxi-EBV-System macht das Genom von EBV einer genetischen Manipulation zug\\xe4nglich und erlaubt auch die Herstellung von Viren, denen essentielle Gene fehlen (Delecluse et al., 1998). \\n\\nEin Ziel meiner Doktorarbeit war die Herstellung und Analyse eines EBNA1-negativen Virus. Entgegen der Lehrmeinung war es mit EBNA1-negativem Maxi-EBV m\\xf6glich, wachstums-transformierte Zellklone nach Infektion von prim\\xe4ren humanen B-Lymphozyten zu etablieren. Das virale Genom war in s\\xe4mtlichen erhaltenen lymphoblastoiden Zelllinien so integriert, dass alle untersuchten latenten EBV-Proteine exprimiert wurden. Meine Ergebnisse zeigen eindeutig, dass EBNA1 prinzipiell f\\xfcr die Wachstumstransformation entbehrlich ist. Mit EBNA1-positiven Viren werden die prim\\xe4ren B-Zellen jedoch mindestens um den Faktor 10.000 besser wachstumstransformiert. Da EBNA1 den episomalen Status des Virusgenoms vermittelt, scheint die Etablierung des EBV-Genoms in infizierten Zellen der limitierende Schritt zu sein. Auch in vivo im SCID-Maus-Modell erwies sich EBNA1 als entbehrlich f\\xfcr die Tumorbildung, womit es nicht als essentielles Onkogen von EBV betrachtet werden kann. \\n\\nEin weiterer im Rahmen dieser Doktorarbeit untersuchter Aspekt war die Frage, ob EBNA1 f\\xfcr die extrachromosomale Erhaltung und Replikation des EBV-Episoms durch heterologe Genprodukte ersetzt werden kann. Zu diesem Zweck wurden Fusionsproteine aus der DNA-Bindedom\\xe4ne von EBNA1 mit den zellul\\xe4ren Proteinen Histon H1 bzw. HMG-I (Mitglied der hoch mobilen Protein-Gruppe) hergestellt. Ich konnte zeigen, dass HMG-I:EBNA1- und H1:EBNA1-Fusionsproteine in der Lage sind, kleine oriP-enthaltende Plasmide und Maxi-EBVs episomal zu erhalten und die zellul\\xe4re Replikations-Maschinerie zu rekrutieren. Zus\\xe4tzlich dazu unterst\\xfctzen die Fusionsproteine im EBNA1-negativen Maxi-EBV die Produktion infekti\\xf6ser Viren. \\n\\nF\\xfcr ein konditional regulierbares Vektorsystem wurden Fusionsproteine aus der EBNA1-Transaktivierungsdom\\xe4ne und der DNA-Bindedom\\xe4ne des Tet-Repressors (TetR) hergestellt. Diese Proteine sollten mit Tet-Operator-Sequenzen (TetO, TetR-Bindemotiv) interagieren, die multimerisiert auf oriP-basierte Vektoren kloniert wurden. Dadurch sollte die Erhaltung der oriP-basierten Vektoren in der Zelle konditional regulierbar gestaltet werden. Es gelang in dieser Doktorarbeit zum ersten Mal ein System zu etablieren, mit dem Plasmide episomal erhalten werden und bei Zugabe von Doxyzyklin konditional regulierbar verloren gehen.\\n\\nDieses erstmals realisierte konditional regulierbare Vektorsystem schafft neue Wege, die virale und zellul\\xe4re Replikation genauer zu untersuchen. Au\\xdferdem \\xf6ffnen sich M\\xf6glichkeiten f\\xfcr eine sicherere Gentherapie, da die viralen Anteile auf ein Minimum reduziert werden k\\xf6nnen. Mit einem solchen System k\\xf6nnten EBV-Genvektoren in B-Zellen eingef\\xfchrt werden und nach Expression des auf dem Vektor kodierten, therapeutischen Gens k\\xf6nnte die Genf\\xe4hre durch Tetrazyklin-Applikation wieder aus dem Patienten entfernt werden.'