velikost textu

Host-virus interactions of mammalian endogenous retroviruses

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Host-virus interactions of mammalian endogenous retroviruses
Název v češtině:
Interakce savčích endogennich retrovirů a jejich hostitelů
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Helena Farkašová, Ph.D.
Školitel:
MUDr. Daniel Elleder, Ph.D.
Oponenti:
RNDr. Ivan Hirsch, CSc.
MUDr. Zora Mělková, Ph.D.
Id práce:
145793
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Molekulární a buněčná biologie, genetika a virologie (P1519)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
13. 4. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
endogenní retroviry, virová replikace
Klíčová slova v angličtině:
endogenous retroviruses, virus replication
Abstrakt:
Endogenní retroviry (ERV) vznikají retrovirovou infekcí zárodečné linie a následným přenosem do dalších generací podle pravidel Mendelovy dědičnosti. Až na pár výjimek jsou všechny druhy savčích ERV evolučně staré a fixované v populaci svých hostitelských druhů. O některých skupinách retrovirů se předpokládálo, že nejsou schopny vytvářet endogenní kopie. Objevili jsme další příklad endogenního Lentiviru a první endogenní Deltaretrovirus. Obě tyto skupiny byly dříve považovány za neschopny vytvářet endogenní kopie. Endogenní lentiviry byly objeveny pouze nedávno a stale se považují za velmi vzácné. Toto jsou stále jen minoritní důkazy z kterých nemůžeme získat celkový obraz o průběhu virové endogenizace. Popsali jsme nový endogenní Lentivirus v genomu letuchy malajské (Galeopterus variegatus) a nazvali ho ELVgv (endogenous Lentivirus of G. variegatus). Na základě několika analýz jsme dokázali, že se jedná o nejstarší dosud objevený Lentivirus, a potvrdili jsme jeho přítomnost v jediném jiném současném druhu Dermopter - Cynocephalus volans. Endogenní deltaretroviry byly poslední retrovirovou skupinou bez nalezeného endogenního člena. Našli jsme zbytky endogenního Deltaretroviru v genomu netopýra létavce natalského (Miniopterus natalensis). Tato retrovirová sekvence byla přítomna v genomu pouze v jedné kopii. Následně jsme tento provirus amplifikovali pomocí PCR a osekvenovali také z jiných příbuzných druhů čeledi Miniopteridae. Kromě vyplnění mezery v typech endogenních retrovirových kopií nalezených v hostitelských genomech jsme se dále snažili rozšířit současné poznatky o vlatním procesu retrovirové endogenizace. Procesy doprovázející endogenizaci a vlastnosti virů schopných endogenizace nejsou stále dostatečně objasněny. To je částečně zapříčiněno chybějícím vhodným modelovým systémem pro endogenizaci. Jako vhodný model navrhujeme ERV jelence ušatého (Odocoileus hemionus), který vytváří nové inzerce v zárodečných buňkách v populaci svého hostitele v nedávne evoluci, a může sloužit jako důležitý model pro studium procesu retrovirové endogenizace. Popsali jsme kompletní sekvenci genomu jelenčího ERV, nazvaného cervid endogenous retrovirus (CrERV). V předchozích studiích byly charakterizovány tisíce vysoce polymorfních integrací CrERV v přibližne 50 zvířatech. Tento pozoruhodný inzerční polymorfismus v populaci severoamerických jelenců, s jednotlivými integracemi CrERV typickými pro konkrétní geografické lokality, naznačuje předpokládaný mladý evoluční věk viru a také současně probíhající proces endogenizace. Provedli jsme experimenty zaměřené na charakterizaci CrERV z virologického hlediska a na vysvětlení bloků retrovirového replikačního cyklu, protože CrERV vykazuje xenotropismus navzdory efektnímu vytváření nových zárodečných kopií. Tyto experimenty byly úspěšné jemom zčásti a mnohé otázky zůstaly stále otevřené. Kromě těchto experimentů jsme se dále snažili sestavit sekvence retrovirových restrikčních faktorů z genomů jelenovitých druhů a provést analýzy na možnou přítomnost pozitivního selekčního tlaku Dále jsme se pokusili objasnit přítomnost replikačního bloku virů s amfotropní retrovirovou obálkou na linii ovarialních buněk čínského křečka (Chinese hamster ovary cells - CHOK1). Předpokládame, že tyto buňky (hojně využívané v biotechnologii) v sobě nesou endogenní retrovirus neschopný produkce infekčních částic, ale schopný produkce a sekrece defektního obalového glykoproteinu (Env). Tento glykoprotein může působit inhibičně na infekci exogenním retrovirem, mechanismem kompetitivní inhibice na virovém receptoru.
Abstract v angličtině:
Endogenous retroviruses (ERVs) originate by germline infection and subsequent mendelian inheritance of their exogenous counterparts. With notable exceptions, all mammalian ERVs are evolutionarily old and fixed in the population of its host species. Some groups of retroviruses were believed not to be able to form endogenous copies. We discovered an additional endogenous Lentivirus and a first endogenous Deltaretrovirus. Both of these groups were previously considered unable to form endogenous copies. Endogenous lentiviruses were discovered only recently and are still quite rare. These are still just small pieces of evidence insufficient to give a broader picture about the history of virus endogenization. We described a novel endogenous Lentivirus in the genome of Malayan colugo (Galeopterus variegatus) denoted ELVgv (endogenous Lentivirus of G. variegatus). Based on several analyses we proved that this is the oldest Lentivirus discovered up to date and confirmed its presence in the only other extant species of Dermoptera - Cynocephalus volans. Endogenous deltaretroviruses were the last group without a single endogenous member. We detected the remnants of endogenous Deltaretrovirus in the genome of Natal Long-fingered bat (Miniopterus natalensis). However, this sequence was present in the genome only in one copy. We subsequently amplified and sequenced the provirus remnants from other related Miniopteridae bats. Besides filling in the gaps of missing types of endogenous retroviral copies in genomes, we tried to add to current knowledge about the process of endogenization. The processes accompanying endogenization and the features of viruses capable of endogenization are still not well elucidated. This might be owed to absence of a suitable model of endogenization. We propose such a model. Besides endogenous retrovirus in koalas, ERV in mule deer (Odocoileus hemionus) forms new germ line insertions in the natural host population in the present evolutionary time and might serve as an important model of the retrovirus endogenization process. We have determined complete genome sequence of the deer ERV, denoted cervid endogenous retrovirus (CrERV). In the previous studies, thousands of highly polymorphic CrERV integrations in approximately 50 animals were characterized. Notable polymorphism within the population of mule deer with CrERV integration sites allocated to specific area verify the predicted young age of the virus as well as the current process of endogenization. We performed experiments to characterize CrERV from virological perspective and explain the inefficiencies in virus replication cycle, for CrERV exhibits xenotropic behavior despite being efficient in creating new germ line copies. Experiments tackling this question were only partially successful and several questions remained unanswered. Besides these experiments, we tried to assemble retrovirus restriction factors from Cervidae species' genomes and perform analyses to estimate possible presence of their positive selection. We also came across of concept, which could elucidate the occurrence of a replication block of viruses with amphotropic envelope in Chinese hamster ovary cells (CHOK1). We propose that these cells (widely used in biotechnology applications) bear an endogenous retrovirus unable to produce infectious particles, but able to produce defective Env protein. This protein might inhibit infection by exogenous retrovirus by competitive inhibition at the receptor.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Helena Farkašová, Ph.D. 5.69 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Helena Farkašová, Ph.D. 2.78 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Helena Farkašová, Ph.D. 292 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Helena Farkašová, Ph.D. 286 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Helena Farkašová, Ph.D. 995 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Ivan Hirsch, CSc. 342 kB
Stáhnout Posudek oponenta MUDr. Zora Mělková, Ph.D. 130 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 688 kB