Integration site distribution of expressed proviruses

Abstract

Pro zajištění účinné exprese svých genů integrují retroviry provirové kopie svých genomů do genomů infikovaných buněk. Epigenetické procesy však mohou narušit a umlčet expresi integrovaných provirů. Takovéto umlčování sice zpomaluje šíření virové infekce, ale vytváří také reservoir latentních provirů, který v důsledku brání účinné léčbě retrovirových (např. HIV-1) infekcí. Umlčování integrujících se retrovirových vektorů navíc omezuje jejich účinou aplikaci v transgenezi či genové terapii. Cílem této práce je popsat interakce mezi expresí retrovirů a hostitelským (epi)genomikým prostředím v místech integrace provirů. Pro splnění stanoveného cíle jsme se rozhodli definovat (epi)genomické prostředí provirů, jejichž exprese není zasažena epigenetickým umlčováním. Jako modelové systémy jsme využili odlišné retrovirové vektory odvozené od ptačího sarkomového a leukózového viru (ASLV), myšího leukemického viru (MLV) nebo lidského viru získané imunodeficience typu 1 (HIV-1), jejichž expresní aktivita v lidských buňkách byla sledována. Za účelem popisu charakteristik míst integrace provirů rezistentních vůči umlčování jsme z infikované populace oddělili buňky nesoucí aktivní proviry, identifikovali místa integrace těchto provirů a porovnali charakteristiky takovýh míst s těmi získanými ze směsné, neselektované...

To establish efficient expression of their genes, retroviruses integrate proviral copies into the genomes of the cells they have infected. Epigenetic events, however, silence expression of the integrated proviruses. This silencing protects host cells from harmful viral spread, but also creates a reservoir of latent proviruses that subsequently hinders the cure of retroviral (e.g., HIV-1) infections. Furthermore, the silencing of retrovirus-derived integrative vectors complicates their application in transgenesis and gene therapy. The goal of this thesis is to describe the interaction between retroviral expression and host (epi)genomic environment at the site of proviral integration. To pursue the goal, we sought to define the (epi)genomic environment of the proviruses, which expression is not affected by the epigenetic silencing. Diverse retroviral vectors derived from avian sarcoma and leukosis virus (ASLV), murine leukemia virus (MLV), and human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) were used as model retroviral systems, and expression stability of the vectors in human cell lines was examined. In order to identify the features unique to integration sites of the active proviruses, we sorted the cells positive for the proviral expression, identified their proviral integration sites, and compared them to...