Universität zu Köln

Dorn, Andreas (2005). Zelluläre Transkriptionsprofile nach Adenovirus Typ 12 Infektion oder Tumorinduktion. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Die Infektion menschlicher Zellen mit Adenovirus Typ 12 (Ad12) verläuft produktiv, während sie in Hamsterzellen abortiv verläuft. In der vorliegenden Arbeit benutzten wir die DNA Microarraytechnik, um die Transkriptionsprofile zellulärer Gene nach einer Infektion mit Ad12 zu bestimmen. Die Microarraydaten wurden für 13 zelluläre Gene, die signifikante Änderungen nach der Ad12-Infektion zeigten, durch quantitative real-time PCR validiert. 12 h p.i. werden die zellulären Immunantwortgene G1P2, IFIT1 und IFIT2 zwischen 10- und 30-fach im Vergleich zu schein-infizierten Zellen nach oben reguliert. Zu späteren Zeitpunkten der Infektion, wenn die Mehrheit der regulierten Gene abgeschaltet wurde, zeigen eine begrenzte Anzahl zellulärer Gene eine erhöhte Transkriptionsaktivität im Bereich von Faktor 3 oder weniger. Diese Gene gehören zu den Klassen der Signaltransduktionsgene, Regulatoren der Transkription oder sind bei der Proteindegradation involviert. Der eukaryontische Translationsinitiationsfaktor 4 ist hochreguliert, und eines der zum Major Histocompatibility Komplex gehörenden Gene ist negativ reguliert. Für zwei der Gene, dem hochregulierten CTSF-Gen und dem herunterregulierten CYR61-Gen, wurden die transkriptionellen Veränderungen auch auf der Proteinebene durch Westerntransferanalysen bestätigt. Zusätzlich wurden die Transkriptionsprofile abortiv infizierter BHK21-Zellen sowie sechs Ad12-induzierter Hamstertumore bestimmt. Die Veränderungen einer Großzahl zellulärer Gene wurde durch die Nutzung von Mausgenmicroarrays, auf die circa 1.980 Mausgene mit einer Homologie zwischen 87 und 96% zu Hamstergenen aufgebracht waren, erfasst. Die zellulären Expressionsprofile Ad12-infizierter BHK21-Zellen zeigten keine signifikanten Veränderungen. Die verschiedenen Ad12-induzierten Tumore zeigten Ähnlichkeiten und Unterschiede in der Transkription zellulärer Gene aus verschiedenen Genklassen. Um den Replikationsblock von Ad12 in BHK21-Zellen zu überkommen, wurde der menschliche Coxsackie und Adenovirusrezeptor (hCAR) in BHK21-Zellen transfiziert und anschließend wurden die Zellen mit Ad12 infiziert. Radioaktives metabolisches Markieren mit 33P-Orthophosphat der in diesen Zellen synthetisierten DNA zeigte Meßspitzen, die neu synthetisierte Ad12-DNA indizierte. Allerdings erbrachten anschließend durchgeführte Plaque Assays bisher unschlüssige Resultate. Es ist zu Zeit noch nicht eindeutig geklärt, ob die Transfektion von hCAR in BHK21-Zellen dafür ausreicht, über die Ad12 DNA Synthese hinaus auch zur Neubildung infektiöser Ad12 Partikel zu führen.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language The infection of human cells with adenovirus type 12 (Ad12) is productive, while rodent hamster cells are infected abortively. In the present study, we used the DNA microarray technique to determine the transcriptional activity profiles of cellular genes upon infection with Ad12. The microarray data were validated by quantitative real-time PCR for 13 genes which showed significant alterations after Ad12 infection. At 12 h postinfection, there is a 10- to 30-fold up-regulation in the expression of the G1P2, IFIT1, and IFIT2 cellular immune response genes compared to mock-infected cells. At later stages of infection, when the majority of regulated genes has been turned down, a limited number of cellular genes exhibit increased activities by factors of 3 or less. These genes belong to the signal transduction or transcriptional regulator classes or are active in protein degradation. The eucaryotic translation initiation factor 4 is upregulated, and one of the major histocompatibility complex genes is diminished in activity. For two of the genes, one up-regulated (CTSF gene) and one down-regulated (CYR61 gene), alterations were confirmed at the protein level by Western blotting experiments. In addition, transcriptional activity profiles were determined for abortively infected BHK21 cells and in six Ad12-induced hamster tumors. The cellular expression profiles of Ad12 abortively infected BHK21 cells showed only minor differences. Changes in the transcription of a large number of cellular genes was assessed by using mouse gene microarrays including about 1.980 different mouse genes with 87-96% homology to hamster genes. Similarities and differences existed in the transcription of cellular genes of different functional classes among the different Ad12-induced tumors. These alterations may be an important parameter in the oncogenic transformation by Ad12. To overcome the replication block of Ad12 in BHK21 cells, the gene for the human Coxsackie and Adenovirus receptor (hCAR) was transfected into BHK21 cells, and subsequently the cells were infected with Ad12. In this complemented BHK21 cell system, Ad12 DNA replication, late viral gene transcription and virion protein synthesis are facilitated to a limited extent. It is, however, not yet clear whether infectious virions can be produced. Plaque assay experiments rendered equivocal results mainly due to the background of persisting parental virions. The data from metabolic labeling procedures cannot yet be definitely interpreted. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Dorn, Andreas andreasdorn@gmx.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-14948
Date:	2005
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Institute for Genetics
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Adenovirus, Infektion, Syrischer Hamster, Tumor, Microarray German adenovirus, infection, syrian hamster, tumor, microarray English
Date of oral exam:	6 July 2005
Referee:	Name Academic Title Doerfler, Walter Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1494