Interactions of Syncytin-1 and Syncytin-2, envelope glycoproteins of human endogenous retroviruses, with specific cell receptors

Abstract

Lidské endogenní retroviry tvoří téměř 10 % našeho genomu. Ačkoli většina z nich ztratila schopnost kódovat funkční proteiny, některé si ji stále zachovávají. Mezi takové patří Syncytin-1 a Syncytin-2, obalové glykoproteiny retrovirového původu, které byly adaptovány pro vývoj placenty - konkrétně zprostředkovávají fúzi cytotrofoblastů vedoucí k tvorbě syncytiotrofoblastové vrstvy. Tato vrstva je nezbytná pro oddělení plodu od matky a výměnu živin a metabolitů. Poruchy těchto funkcí mohou způsobovat problémy v těhotenství, jako je preeklampsie a růstová restrikce plodu. Tato práce zkoumá interakce Syncytinu-1 a Syncytinu-2 s jejich buněčnými receptory - přenašečem neutrálních aminokyselin ASCT2, respektive na sodíku závislém symportéru lysofosfatidylcholinu MFSD2A. Pro studim těchto interakcí jsme vyvinuli dva modelové systémy: první, využívající kuřecí buněčnou linii DF-1, které přirozeně nekóduje ASCT2; a druhý, založený na lidské buněčné linii HEK293T upravené metodou CRISPR/Cas9 tak, aby neexprimovala ASCT1 a ASCT2, nebo MFSD2A. Pomocí širokého spektra experimentálních přístupů - zahrnujících fluorescenční a luciferázové reportéry, virové částice pseudotypované Syncytinem-1 a nově vyvinutou sekretovanou formu Syncytinu-1 (tzv. imunoadhezin) - jsme prokázali, že Syncytin-1 za fyziologických podmínek...

Human endogenous retroviruses represent almost 10% of our genome. While most have lost the ability to produce functional proteins, some of them still retain this capacity. Among these are the retroviral envelope- derived Syncytin-1 and Syncytin-2, both repurposed for placental development - specifically, to mediate the fusion of cytotrophoblasts into the syncytiotrophoblast layer. This layer is essential for fetomaternal separation and the exchange of nutrients and metabolites. Defects in these functions can lead to pregnancy complications such as preeclampsia and intrauterine growth restriction. This dissertation investigates the interactions of Syncytin-1 and Syncytin-2 with their respective cellular receptors - the alanine, serine, cysteine transporter 2 (ASCT2), and the sodium-dependent lysophosphatidylcholine symporter 1 (MFSD2A). To study these interactions, we developed two model systems: one using the chicken DF-1 cell line, which naturally lacks ASCT2; and another based on CRISPR/Cas9-engineered human HEK293T cell lines with knockouts of ASCT1 and ASCT2, or MFSD2A. Employing a repertoire of assays - including a broad range of fluorescent and luciferase reporters, Syncytin- 1-pseudotyped viral particles, and newly developed secreted Syncytin-1 immunoadhesins - we demonstrated that Syncytin-1...