@phdthesis{Gaertner2008, author = {G{\"a}rtner, Kathleen}, title = {Absch{\"a}tzung der Genauigkeit der foamyviralen Genomreplikation}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-29252}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2008}, abstract = {Foamyviren (FVs) sind die genetisch stabilsten Viren der Retrovirus-Familie. Dies steht im Gegensatz zur Fehlerrate, die f{\"u}r die rekombinante FV Reverse Transkriptase (RT) gefunden wurde. Um die Genauigkeit der FV Genomreplikation in vivo zu ermitteln, analysierten wir das Auftreten von Mutationen nach FV-Vektortransfer in einer einzigen Replikationsrunde. Die Sequenzanalyse von mehr als 90000 Nukleotiden ergab 39 Mutationen. Dies entspricht einer Fehlerrate von ungef{\"a}hr 4 x 10-4 pro Base und Replikationszyklus, wobei alle Mutationen Transitionen von G zu A waren. Eine schwache Expression von APOBEC-Enzymen in den vektorproduzierenden Zellen konnte als wahrscheinlichste Ursache f{\"u}r diesen Typ an Mutationen nachgewiesen werden. Das akzessorische FV Bet Protein wirkt APOBEC entgegen. Kotransfektion von Zellen mit einem bet-Expressionsplasmid resultierte in einer signifikanten Reduktion an Mutationen bei {\"u}ber 170000 zus{\"a}tzlich sequenzierten Basen. Zwei Mutationen konnten nicht der APOBEC-Aktivit{\"a}t zugeschrieben werden, deshalb postulieren wir eine idealisierte FV-Mutationsrate von angen{\"a}hert 7,5 x 10-6 pro Base und Replikationszyklus. Im Gegensatz zu in vitro-Analysen wurde nur eine einzige Deletion und keine Insertion bei mehr als 260000 sequenzierten Basen identifiziert. Die Analyse der Rekombinationsrate von FV-Vektorgenomen ergab mehr als ein zus{\"a}tzliches Template-Switching-Ereignis pro reverser Transkription. Wir konnten auch zeigen, dass ein bestimmtes FV-Partikel in der Lage zum Crosstransfer eines heterologen FV-Genoms ist, jedoch mit einer reduzierten Effizienz als bei Verwendung des homologen Vektors. Zusammenfassend zeigen unsere Ergebnisse einerseits, dass das Kopieren des FV-Genoms mit h{\"o}herer Genauigkeit geschieht als bisher angenommen, auf der anderen Seite ist Rekombination bei FV-Genomen wahrscheinlich.}, subject = {Retroviren}, language = {de} } @phdthesis{MuellerHermelink2007, author = {M{\"u}ller-Hermelink, Maya}, title = {Verwandlung eines komplexen Retrovirus in ein einfaches am Beispiel des Foamy Virus}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-26755}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2007}, abstract = {Die Foamyviren nehmen aufgrund verschiedener Charakteristika ihrer Replikationsstrategie eine Sonderstellung innerhalb der Retroviren ein. Aufgrund dieser Besonderheiten, wie zum Beispiel der viralen Genexpression oder dem Zeitpunkt ihrer reversen Transkription im Replikationszyklus, werden sie einer eigenen Subfamilie zugeordnet, den Spumaviren. Funktionell z{\"a}hlen sie zu den komplexen Retroviren, da sie neben dem minimalen Gensatz der einfachen Retroviren Gag, Pol und Env noch zwei weitere akzessorische Leserahmen aufweisen. Einer der Leserahmen kodiert f{\"u}r Tas, einem transkriptionellen Transaktivator, der f{\"u}r die Replikation der Foamyviren notwendig ist. In dieser Arbeit sollte ein infekti{\"o}ser Klon, mit konstitutiv aktivem Promotor durch genetische Vereinfachung des prototypischen Foamy Virus (PFV) konstruiert werden. Dieser Klon tr{\"a}gt den Promotor eines einfachen Retrovirus, des Spleen Focus Forming Virus, im Kontext einer hybriden LTR. Es konnte gezeigt werden, dass dieses Konstrukt, sowie ein weiteres mit funktionaler Deletion des Tas-Gens, in transfizierten Zellkulturen zur Freisetzung genetisch vereinfachter, infekti{\"o}ser Viren f{\"u}hrte. Weiterhin konnte ihre Replikationskompetenz und genetische Stabilit{\"a}t nachgewiesen werden. Diese Vektorkonstrukte hatten im Vergleich zu genetisch vereinfachten Vorkonstrukten mit konstitutiv aktiven immediate early gene (IE) Promotor und Enhancer des Cytomegalievirus (CMV) eine verbesserte Replikationskinetik. Gegen{\"u}ber den Wildtypvarianten zeigten die rekombinanten Viren mit SFFV-Promotor jedoch eine verz{\"o}gerte Replikationskinetik, sowie erniedrigte Virustiter im zellfreien Kultur{\"u}berstand. In der Weiterf{\"u}hrung der Arbeit sollte die genetische Vereinfachung mit SFFV-Promotor an einem bestehenden replikationsinkompetenten PFV-Vektorsystem angewendet werden. Die dadurch erreichte Verringerung der foamyviralen Sequenzen und daraus entstehende Reduktion homologer Sequenzen sollte einen weiteren Sicherheitsaspekt darstellen. Durch die Vektorkonstruktion ergab sich weiterhin eine Erh{\"o}hung des Verpackungslimits auf fast 9Kb. Mit dem neuen Vektorkonstrukt konnte jedoch gegen{\"u}ber den Vorkonstrukten nur eine geringe Transduktionseffizienz erreicht werden. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit, dass eine genetische Vereinfachung von PFV und seine Replikation mit einem heterologen Promotor in einer hybriden LTR m{\"o}glich ist. Damit ist eine Voraussetzung f{\"u}r die Konstruktion PFV-basierter Vektoren zur Gentherapie unter Verwendung gewebespezifischer Promotoren gegeben.}, subject = {Spumaviren}, language = {de} } @phdthesis{Peters2006, author = {Peters, Katrin}, title = {Mechanismus der Polymerase-Inkorporation in foamyvirale Partikel}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17690}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2006}, abstract = {In allen Retroviren, mit Ausnahme der Foamyviren (FV), wird das Pol-Protein als Gag-Pol-Fusionsprotein exprimiert. Dieser Mechanismus sichert die Inkorporation von Pol in das virale Partikel. FV unterscheiden sich in vielen Merkmalen von den Orthoretroviren, unter anderem wird das Pol-Protein von einer eigenen gespleißten mRNA translatiert. Diese von Gag unabh{\"a}ngige Expression f{\"u}hrt zu der Frage nach dem Mechanismus der Pol-Inkorporation in foamyvirale Partikel. Unter Nutzung eines transienten FV-Vektor Transfektionssystems, das auf der Kotransfektion von vier separaten Expressionseinheiten zur Produktion von Gag, Pol, Env und einer Vektor-RNA beruht, konnte gezeigt werden, daß (pr{\"a})genomische RNA f{\"u}r die effiziente Partikelinkorporation von Pol notwendig ist. Protein-Protein-Interaktionen zwischen Pol und Gag sind deshalb nicht ausreichend f{\"u}r die Bildung vollst{\"a}ndiger Viruspartikel. Im n{\"a}chsten Schritt wurde untersucht, ob es m{\"o}glich ist spezifische Sequenzen in der Virus-RNA zu identifizieren, die f{\"u}r die Inkorporation des Pol-Proteins essentiell sind. Empririsch wurden bereits zwei cis-aktive Sequenzen (CAS) identifiziert, die, zusammen mit den long terminal repeats (LTR) und benachbarten Sequenzen f{\"u}r die reverse Transkription und Integration, ausreichend f{\"u}r effizienten FV-Vektortransfer sind. Daher m{\"u}ssen RNA-Elemente, die f{\"u}r die Verpackung des Pol-Proteins n{\"o}tig sind, in diesen beiden CAS liegen. Durch das Einf{\"u}hren von Deletionen und anschließender Analyse der Proteinzusammensetzung und des RNA-Gehaltes von Viruspartikeln, wurden die f{\"u}r die Pol-Inkorporation essentiellen RNA-Sequenzen identifiziert. In dieser Arbeit konnten zwei RNA-Sequenzelemente definiert werden, die f{\"u}r die Partikelinkorporation des Pol-Proteins notwendig sind, diese wurden PES (Pol encapsidation sequences) genannt. Keines der beiden Sequenzelemente hat einen signifikanten Einfluß auf die Verpackung der Vektor-RNA, wohingegen bereits die Deletion einer der PES zu einer signifikanten Reduktion der Pol-Verpackung f{\"u}hrt. Eine PES, die m{\"o}glicherweise nur 30 nt umfaßt, liegt unmittelbar 5' der PBS (Nukleotide 318-345, relativ zu PFV Transkriptionsstart) und die zweite PES mit einer wahrscheinlichen L{\"a}nge von 370 nt liegt in der 3' Region des pol-Gens (Nukleotide 4980-5351). Diese Ergebnisse f{\"u}hren zu einem Model, in dem die (pr{\"a})genomische RNA von FV als eine Art Br{\"u}ckenmolek{\"u}l zwischen Gag und Pol fungiert. Die RNA interagiert auf der einen Seite {\"u}ber die PES mit Pol und auf der anderen Seite mit Gag {\"u}ber die GRI-Box im carboxyterminalen Bereich des Proteins und vermittelt so die Inkorporation des Pol-Proteins in das Gag-Kapsid. Weiterhin wurden die Voraussetzungen auf Proteinebene f{\"u}r die Verpackung des Pol-Proteins untersucht. Hierbei konnte gezeigt werden, daß nur das Pol-Vorl{\"a}uferprotein und weder die einzelne Reverse Transkriptase- noch die Integrase-Untereinheit in das foamyvirale Partikel verpackt wird. Die enzymatischen Aktivit{\"a}ten der Protease, der Reversen Transkriptase oder der Integrase des Pol-Proteins sind f{\"u}r die Verpackung jedoch nicht essentiell.}, subject = {Spumaviren}, language = {de} } @phdthesis{PicardMaureau2003, author = {Picard-Maureau, Marcus}, title = {Molekulare Analyse der Penetration von Foamyviren und Konstruktion und Charakterisierung von Adenovirus-Foamyvirus Hybridvektoren}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5445}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2003}, abstract = {In dieser Arbeit wurde zum einen die Penetration von Foamyviren (FV) unter besonderer Ber{\"u}cksichtung des FV H{\"u}llglykoproteins (Env) untersucht, zum anderen wurden Adenovirus-Foamyvirus (Ad-FV) Hybridvektoren zur Kombination der Vorteile beider Vektorsysteme konstruiert und analysiert. Das Ziel war die Herstellung von Ad-FV Vektoren mit hohen Titern, die stabil in das Genom des Wirts integrieren. {\"U}ber die Penetration von FV ist bisher wenig bekannt. Umh{\"u}llte Viren k{\"o}nnen entweder durch direkte Fusion der viralen H{\"u}lle mit der Zellmembran oder durch rezep-torvermittelte Endocytose, oft mit einem pH-abh{\"a}ngigen Fusionsschritt der viralen Membran mit der Membran intrazellul{\"a}rer Kompartimente, in Zielzellen gelangen. In dieser Studie wurde die Abh{\"a}ngigkeit der FV Env vermittelten Infektion verschie-dener FV Spezies von lysosomotropen Agenzien mit MuLV oder Prototyp FV (PFV) Pseudotypen analysiert. {\"A}hnlich wie bei Vesikul{\"a}res Stomatitis Virus Glykoprotein (VSV-G) Pseudotypen wurde die FV Env vermittelte Infektion von fast allen Agen-zien, die den endosomalen pH anheben, inhibiert. Allerdings hatte Chloroquin keine inhibitorische Wirkung auf die FV Env vermittelte Infektion im Gegensatz zu der VSV-G katalysierten, was auf einen unter-schiedlichen Penetrationsmechanismus schließen l{\"a}sst. Eine Analyse der pH-Abh{\"a}ngigkeit der FV Env Fusionsaktivit{\"a}t in einem Zell-Fusionsassay zeigte eine Induktion der Fusionsaktivit{\"a}t mit einer maximalen St{\"a}rke bei pH 5,5. Nur bei PFV Env wurde eine basale Fusionsaktivit{\"a}t bei neutralem pH detektiert. Die relativ schnelle Induktion der Fusionsaktivit{\"a}t in saurem Milieu weist auf eine Konformations{\"a}nderung des H{\"u}llglykoproteins zur Transformation in einen fusionsaktiven Status hin. Aufgrund dieser Daten kann man von einem endocytotischen, pH-abh{\"a}ngigen Penetrationsmechanismus von FV ausgehen. Zur Kombination der Vorteile von Adenoviren und FV wurde ein Ad-FV Hybridvektorsystem konstruiert um eine effizientes Werkzeug zum stabilen Gentransfer zu schaffen. Das System besteht aus adenoviralen Hochkapazit{\"a}ts- (HC-Ad) Vektoren auf Adenovirus 5 Basis, die eine selbst-inaktivierende PFV Vektor Kassette unter Kontrolle eines humanen Cytomegalovirus- (hCMV) Promotors oder des reversen Tet Transaktivator Systems (Tet) enthalten. In alle Vektoren ist eine Verst{\"a}rktes Gr{\"u}n Fluoreszierendes Protein (EGFP) Expressionskassette als Markergen integriert. Es wurden sowohl FV Vektoren, die nach der Prim{\"a}rinfektion {\"u}ber einen intrazellul{\"a}ren Transduktionsmechanismus stabil integrieren, als auch solche, die {\"u}ber einen Se-kund{\"a}rzyklus mit Hilfe extrazellul{\"a}rer Partikel stabil transduzieren k{\"o}nnen, hergestellt. Die Ad-FV Vektoren konnten mit zu herk{\"o}mmlichen HC-Ad Vektoren vergleich-baren Titern bis zu 1010 iU/ml produziert werden. In Ad-FV infizierten Zellen war die erwartete FV Proteinexpression und ihre Induzierbarkeit bei Ad-FVTet Vektoren nachweisbar. Mit diesen Vektorsystemen infizierte Zellen zeigten eine signifikant h{\"o}here persistierende Transgenexpression im Vergleich zu mit HC-Ad oder Kontroll- Ad-FV Vektoren ohne ein funktionales FV pol ORF infizierten Zellen. Eine Southern Blot Analyse von Ad-FVTet infizierten Einzelzellklonen mit persistierender EGFP Expression belegte eine stabile Integration der FV Vektor Kassette. In dieser Arbeit konnten Ad-FV Vektoren mit hohem Titer hergestellt werden, die eine, auch im Vergleich mit bisher publizierten Ad-Retrovirus Systemen, stark erh{\"o}hte Effizienz des persistenten Transgentransfers durch stabile Integration zeigten.}, subject = {Spumaviren}, language = {de} } @phdthesis{Pietschmann2000, author = {Pietschmann, Thomas}, title = {Molekularbiologische Untersuchungen zur Funktion des H{\"u}llproteins des Humanen Foamyvirus}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-1879}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2000}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wurde gezeigt, dass fremde virale H{\"u}llproteine wie das Env Protein des murinen Leuk{\"a}mievirus (MLV) oder das Glykoprotein des Virus der vesikl{\"a}ren Stomatitis (VSV) nicht in der Lage sind, die Funktion des homologen HFV H{\"u}llproteins in Bezug auf die Viruspartikelfreisetzung des Humanen Foamyvirus zu {\"u}bernehmen. Offenbar werden f{\"u}r die HFV Viruspartikelmorphogenese und -freisetzung spezifische Interaktionen zwischen dem Kapsid und dem homologen H{\"u}llprotein ben{\"o}tigt. Mutationsanalysen ergaben, dass die membranspannende Dom{\"a}ne des HFV H{\"u}llproteins in diesem Zusammenhang spezifische Aufgaben erf{\"u}llt, die nicht durch heterologe Formen der Membranverankerung {\"u}bernommen werden k{\"o}nnen. Die Analyse der Fusionsaktivit{\"a}t verschiedener H{\"u}llproteinmutanten zeigte, dass die zytoplasmatische Dom{\"a}ne des Proteins nicht essentiell f{\"u}r die Fusionsaktivit{\"a}t ben{\"o}tigt wird. Umfangreichere Deletionen, die auch Teile der langen membranspannenden Dom{\"a}ne des Proteins einschlossen, f{\"u}hrten dagegen zum Verlust der Fusionseigenschaften des H{\"u}llproteins. Innerhalb der membranspannenden Dom{\"a}ne des HFV H{\"u}llproteins befindet sich ein konserviertes Lysin-Prolin Motiv, dessen Mutation sich auf den zellul{\"a}ren Transport und auf die Fusionsaktivit{\"a}t des Proteins auswirkte. Es zeichnet sich ab, dass die lange membranspannende Dom{\"a}ne des HFV H{\"u}llproteins nicht nur als Membranverankerung dient, sondern zus{\"a}tzlich f{\"u}r verschiedene Funktionen des H{\"u}llproteins von Bedeutung ist.}, subject = {Spumaviren}, language = {de} }