@phdthesis{Matthes2010,
  author    = {Matthes, Daniel},
  title     = {Molekulare Untersuchungen zum Gag-Protein der Foamyviren},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52162},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Foamyviren (FV) weisen eine Reihe von Merkmalen auf, welche sie von Orthoretroviren unterscheidet, die sie jedoch gleichzeitig mit den Hepadnaviren teilen. Dies betrifft neben der Genomorganisation, der Proteinexpression sowie dem Replikationsverhalten auch die Partikelmorphogenese. Die zentrale Komponente in diesem Prozeß stellt das Gag-Protein dar. FV ben{\"o}tigen im Gegensatz zu Orthoretroviren und vergleichbar den Hepadnaviren die Koexpression des homologen Glykoproteins f{\"u}r den zellul{\"a}ren Partikelexport. Im ersten Teil dieser Arbeit wurde mittels eines chim{\"a}ren Konstruktes aus den Gag-Proteinen von MPMV und PFV versucht, ein Env-interagierendes Motiv sowie die f{\"u}r die Interaktion mit dem Glykoprotein essentiellen As in PFV Gag zu identifizieren. Dabei wiesen die chim{\"a}ren Gag-Proteine Gemeinsamkeiten mit PFV Gag auf, wie eine perinukle{\"a}re Akkumulation, eine Vorraussetzung f{\"u}r das Assembly sowohl von PFV als auch MPMV. Desweiteren waren die Gag-Chim{\"a}ren f{\"u}r einen zellul{\"a}ren Export auf die Koexpression des homologen Glykoproteins angewiesen. Dies deutete auf die Integrit{\"a}t und Funktionalit{\"a}t des daf{\"u}r notwendigen PFV Gag N-Terminus hin. Die chim{\"a}ren Gag-Molek{\"u}le multimerisierten jedoch nicht zu Kapsiden oder vergleichbaren partikul{\"a}ren Strukturen, vermutlich aufgrund massiver sterischer Zw{\"a}nge infolge der Beteiligung heterologer Proteindom{\"a}nen, weswegen sie kein geeignetes System zur funktionellen Analyse der PFV Gag-Env-Interaktion darstellten. Eine weitere Besonderheit foamyviraler Gag-Proteine ist ihr {\"a}ußerst geringer Lysinanteil. Im Gegensatz zu den Gag-Proteinen der Orthoretroviren wird der {\"u}berwiegende Anteil basischer Aminos{\"a}uren (As) durch Arginin vertreten. Da {\"u}ber 60 \% der Arginin-spezifizierenden Kodons {\"u}ber eine Einzelmutation aus Lysin-Kodons hervorgegangen sein k{\"o}nnten, ist es wahrscheinlich, daß im Verlauf der foamyviralen Evolution eine positive Selektionierung von Gag-Mutanten mit einer Lysin-zu-Arginin-Substitution stattfand. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde anhand der Beispiele von PFV sowie FFV der Frage nachgegangen, welche Funktionen Arginine in foamyviralen Gag-Proteinen w{\"a}hrend der Replikation {\"u}bernehmen. Dazu wurde in infekti{\"o}sen PFV- sowie FFV-Klonen eine Reihe von Argininen gegen Lysine substituiert. Zus{\"a}tzlich wurde das singul{\"a}re Lysin in PFV Gag gegen Arginin substituiert. Dabei konnte gezeigt werden, daß s{\"a}mtliche PFV- sowie FFV-Mutanten replikationskompetent waren. Das singul{\"a}re Lysin in PFV Gag war f{\"u}r dessen Replikation in immortalisierten Zellen entbehrlich, in einer prim{\"a}ren Zellinie wies die entsprechende Mutante jedoch eine stark eingeschr{\"a}nkte Replikationsf{\"a}higkeit auf. Eine PFV-Substitutionsmutante (M141) induzierte in transfizierten 293T-Zellkulturen einen CPE, ein Hinweis auf eine Beteiligung dieses Gag-Abschnittes an der Interaktion mit dem PFV Glykoprotein. Nach zehnmaliger Zellkultur-Passagierung der PFV Gag-Mutanten traten weder Revertanten noch Pseudorevertanten auf, was jedoch aufgrund der kurzen Zeitspanne des Experimentes nur eine begrenzte Aussagekraft bez{\"u}glich der genetischen Stabilit{\"a}t der Mutanten zuließ. Mittels der Applikation von AZT, eines Inhibitors der foamyviralen reversen Transkription, entweder auf die virusproduzierenden Zellen oder die zur Infektion verwendeten Zielzellen konnte gezeigt werden, daß sich die PFV Gag-Lysinmutanten hinsichtlich ihrer Replikationsstrategie nicht von WT-Viren unterscheiden und ihre genomische RNA gr{\"o}ßtenteils noch in der Produktionszelle revers transkribieren. Desweiteren konnte mittels quantitativer real-time PCR nachgewiesen werden, daß die PFV- und FFV-Mutanten wie f{\"u}r FV {\"u}blich sowohl DNA als auch RNA in ihre Partikel verpacken. Die infekti{\"o}se Natur foamyviraler genomischer DNA konnte bereits in fr{\"u}heren Ver{\"o}ffentlichungen gezeigt werden. Auch in dieser Arbeit konnte nach Transfektion von Zellen mit aufgereinigter Virionen-DNA und anschließendem {\"U}berstandtransfer ein CPE in den infizierten Indikatorzellen induziert werden, was die Produktion infekti{\"o}ser Viruspartikel bewies. Die -Aminogruppe von Lysin fungiert als potentieller Ubiquitinakzeptor. F{\"u}r das singul{\"a}re Lysin im WT Gag-Protein von PFV konnte wie in fr{\"u}heren Ver{\"o}ffentlichungen keine Ubiquitinierung festgestellt werden, im Gegensatz dazu wurde bei vier der f{\"u}nf PFV Substitutionsmutanten eine Ubiquitinierung der neu eingef{\"u}hrten Lysine detektiert. Diese kovalente Modifikation hatte jedoch keinen Einfluß auf die Env-Restriktion des PFV-Kapsidexportes aus der Zelle. F{\"u}r FFV konnte sowohl f{\"u}r den WT als auch die Substitutionsmutanten weder eine LP- noch eine Gag-Ubiquitinierung festgestellt werden. Als wahrscheinliche Ursache daf{\"u}r kommen Unterschiede in den Komponenten der Ubiquitinierungsmaschinerie zwischen humanen Zellen und Katzenzellen in Frage, weshalb die Analyse einer m{\"o}glichen Ubiquitinierung der neu in FFV Gag eingef{\"u}hrten Lysine in Katzenzellen als Produktionszellen durchgef{\"u}hrt werden sollte. Die Replikationsf{\"a}higkeit mehrerer Substitutionsmutanten der Gegenwart von IFN- und - war im Vergleich zum WT stark eingeschr{\"a}nkt. Dies deutete darauf hin, daß IFN-vermittelte Abwehrmechanismen eine Rolle w{\"a}hrend der positiven Selektion der Lysin-zu-Arginin-Substitutionsmutanten gespielt haben k{\"o}nnten. Die in dieser Arbeit erzielten Resultate zeigten, daß sich die PFV- sowie FFV-Lysinmutanten in ihrem Replikationsverhalten nicht von WT-Viren unterscheiden. Im Kontext einer {\"u}ber Millionen von Jahren andauernden Wirts-Erreger-Koevolution stellt jedoch der durch zellul{\"a}re Restriktionsfaktoren vermittelte Selektionsdruck auf das Virus einen wichtigen Aspekt dar. Demnach k{\"o}nnte die Substitution von Lysin gegen Arginin beispielsweise {\"u}ber eine ver{\"a}nderte kovalente Modifikation eine Interaktion mit antiretroviralen Restriktionsfaktoren der Wirtszelle modifiziert oder inhibiert haben, wodurch diese Mutanten im Verlauf der foamyviralen Evolution positiv selektioniert wurden.},
  subject      = {Spumaviren},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Nistal2010,
  author    = {Nistal, Markus},
  title     = {Etablierung eines proviralen molekularen Klons des Equine Foamy Virus (EFV)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-48928},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Foamyviren (FV) sind komplexe Retroviren, die sich in ihrem Replikationszyklus in vielerlei Hinsicht von den klassischen Retroviren (Orthoretrovirinae) unterscheiden. Funktional nehmen sie eine Mittelstellung zwischen Orthoretroviren und Hepadnaviren ein. Wichtige Unterschiede zu Orthoretroviren liegen in der Reifung und Ausschleusung viraler Partikel. Die Partikelreifung findet wie bei Typ B/D-Orthoretroviren an intrazytoplasmatischen Strukturen statt. Die Partikelfreisetzung wurde bei FV im Gegensatz zu Orthoretroviren haupts{\"a}chlich als Ausknospen an intrazellul{\"a}ren Membranen beschrieben. Neben anderen f{\"u}r das Ausknospen relevanten Motiven wurde im viralen Glykoprotein ein ER-R{\"u}ckf{\"u}hrungsmotiv gefunden, das in fast allen FV vorhanden ist und die Ausschleusung an intrazytoplasmatische Membranen dirigieren soll. Im Jahr 2000 wurde erstmals ein FV aus Pferden isoliert. Dieses Equine Foamy Virus (EFV) zeigte die beschriebenen Eigenschaften anderer FV, jedoch ein ausschließliches Ausknospen viraler Partikel an der Plasmamembran. Ein ER-R{\"u}ckf{\"u}hrungsmotiv ist im Genom von EFV nicht konserviert. In dieser Arbeit wurde aus mit EFV infizierten Zellkulturen mit Hilfe der PCR das virale Genom amplifiziert und kloniert. Die Genomanteile wurden zu einem proviralen molekularen Klon des Virus zusammengef{\"u}gt. Eine vollst{\"a}ndige Sequenzierung erlaubte die Identifikation expressionskritischer Ver{\"a}nderungen. Mittels weiterer Klonierungen und PCR-Mutagenese konnten eine Sequenzunterbrechung und verschiedene Stopp-Mutationen korrigiert werden. Verschiedene Zelllinien wurden mit dem proviralen Klon transfiziert, eine quantitativ relevante Anzucht von Viren in der Zellkultur gelang trotz Nachweis von viralem Genom durch PCR nach mehreren zellfreien Passagen nicht. Als Ursache der fehlenden Virusexpression sind Mutationen des Matrizengenoms vor der Klonierung zu vermuten, die f{\"u}r die effektive Replikation relevante, aber bisher noch nicht bekannte Positionen in regulatorischen Proteinen oder LTR-Regionen betreffen.},
  subject      = {Spumaviren},
  language  = {de}
}