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Antiviral activity of the interferon-induced cellular protein BST-2/tetherin.

Department of Medicine, University of California San Diego, California 92093-0679, USA.
AIDS research and human retroviruses (Impact Factor: 2.46). 11/2009; 25(12):1197-210. DOI: 10.1089/aid.2009.0253
Source: PubMed

ABSTRACT Pathogenic microorganisms encode proteins that antagonize specific aspects of innate or adaptive immunity. Just as the study of the HIV-1 accessory protein Vif led to the identification of cellular cytidine deaminases as host defense proteins, the study of HIV-1 Vpu recently led to the discovery of the interferon-induced transmembrane protein BST-2 (CD317; tetherin) as a novel component of the innate defense against enveloped viruses. BST-2 is an unusually structured protein that restricts the release of fully formed progeny virions from infected cells, presumably by a direct retention mechanism that is independent of any viral protein target. Its spectrum of activity includes at least four virus families: retroviruses, filoviruses, arenaviruses, and herpesviruses. Viral antagonists of BST-2 include HIV-1 Vpu, HIV-2 and SIV Env, SIV Nef, the Ebola envelope glycoprotein, and the K5 protein of KSHV. The mechanisms of antagonism are diverse and currently include viral cooption of cellular endosomal trafficking and protein degradation pathways, including those mediated by ubiquitination. Orthologs of human BST-2 are present in mammals. Primate BST-2 proteins are differentially sensitive to antagonism by lentiviral Vpu and Nef proteins, suggesting that BST-2 has subjected lentiviruses to evolutionary pressure and presents barriers to cross-species transmission. BST-2 functions not only as an effector of the interferon-induced antiviral response but also as a negative feedback regulator of interferon production by plasmacytoid dendritic cells. Future work will focus on the role and regulation of BST-2 during the innate response to viral infection, on the mechanisms of restriction and of antagonism by viral gene products, and on the role of BST-2 in primate lentiviral evolution. The augmentation of BST-2 activity and the inhibition of virally encoded antagonists, in particular Vpu, represent new approaches to the prevention and treatment of HIV-1 infection.

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    ABSTRACT: Il existe un certain nombre de situations au cours desquelles l'intégrité du génome cellulaire est mise en danger. Ceci se produit notamment lors de mouvements de gènes (translocation, éléments mobiles), lors d'infections virales parfois intégratives (AAV, HBV, HPV) ou lors d'infections rétrovirales. En effet, le cycle de réplication des rétrovirus nécessite une étape d'intégration du génome viral dans l'ADN génomique de la cellule infectée. Malgré les nombreuses études menées sur les infections par le VIH, les cancers viro-induits ou non et les thérapies géniques basées sur les rétrovirus, aucune donnée n'est actuellement disponible sur les modifications cellulaires induites par de telles perturbations chromosomiques. L'objectif du projet était d'identifier des mécanismes cellulaires induits par des atteintes à l'intégrité du génome, plus précisément par l'insertion de molécules d'ADN non cellulaire dans les chromosomes. L'intégration de matériel génétique additionnel a été induite par des vecteurs lentiviraux dérivés du VIH-1. Les modifications cellulaires uniquement dues à l'intégration ont été isolées par comparaison de vecteurs intégratif et non intégratif. Des cellules primaires du derme humain ont été sélectionnées pour l'étude. Les temps post infection et les doses virales les plus adéquates ont été sélectionnés grâce à des expériences de cinétiques d'intégration couplées à une quantification des ADN viraux intégrés. L'analyse des modifications cellulaires induites par l'intégration de l'ADN étranger a portée sur l'ensemble du transcriptome et sur l'ensemble du protéome cellulaire. Dans le but d'effectuer une analyse transcriptomique, des puces à ADN, représentant le génome humain complet, ont été utilisées. Cette étude a démontré une forte répression transcriptionnelle induite par l'intégration. De plus, toutes les fonctions cellulaires sont perturbées par le processus. Finalement, une classification par interactions et fonctions biologiques a mis en évidence cinq processus cellulaires majoritairement affectés par l'intégration de l'ADN étranger, qui correspondent au cycle et à la mort cellulaire, au remodelage et à la réparation de la chromatine et à la réponse immunitaire ou au stress. Dans le but de compléter cette analyse transcriptomique, une étude protéomique a été réalisée. Les protéines cellulaires ont été séparées sur des gels bi-dimensionnels. Parmi les neuf protéines identifiées en spectrométrie de masse, certaines appartiennent au cytosquelette et d'autres aux mécanismes de réponse au stress. L'intégration d'un ADN étranger au sein du génome provoque donc bien des perturbations cellulaires. L'intégration de matériel génétique additionnel ne concernant pas seulement les rétrovirus, les données obtenues lors de cette étude pourront permettre (i) de développer des stratégies de défenses contre les rétrovirus ou contre les autres maladies caractérisées par des atteintes à l'intégrité du génome, (ii) d'évaluer les risques encourus par l'intégration d'un vecteur thérapeutique dans le génome cellulaire lors des thérapies géniques ou des expériences de transfert de gènes.
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    ABSTRACT: Electromagnetic pollution, caused by increasing human activity, in the area of utilization of electrical and electromagnetic energy, is slowly increasing without much appreciation of the consequential implications. While everyone is aware of the benefits derived from the high-tech electrical and electronic devices and systems, only few users are aware of the real or unsuspected dangers from them. In this paper, it was intended to give a snap shot overview of this newer version of pollution by citing few examples.
    Electromagnetic Interference and Compatibility, 2001/02. Proceedings of the International Conference on; 02/2002
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    ABSTRACT: The order retroviridae comprises viruses based on ribonucleic acids (RNA). Some, such as HIV and HTLV, are human pathogens. Newly emerged human retroviruses have zoonotic origins. As far as has been established, both repeated infections (themselves possibly responsible for the evolution of viral mutations (Vm) and host adaptability (Ha)); along with interplay between inhibitors and promoters of cell tropism, are needed to effect retroviral cross-species transmissions. However, the exact modus operandi of intertwine between these factors at molecular level remains to be established. Knowledge of such intertwine could lead to a better understanding of retrovirology and possibly other infectious processes. This study was conducted to derive the mathematical equation of a general theory of the origins of retroviruses. On the basis of an arbitrarily non-Euclidian geometrical "thought experiment" involving the cross-species transmission of simian foamy virus (sfv) from a non-primate species Xy to Homo sapiens (Hs), initially excluding all social factors, the following was derived. At the port of exit from Xy (where the species barrier, SB, is defined by the Index of Origin, IO), sfv shedding is (1) enhanced by two transmitting tensors (Tt), (i) virus-specific immunity (VSI) and (ii) evolutionary defenses such as APOBEC, RNA interference pathways, and (when present) expedited therapeutics (denoted e2D); and (2) opposed by the five accepting scalars (At): (a) genomic integration hot spots, gIHS, (b) nuclear envelope transit (NMt) vectors, (c) virus-specific cellular biochemistry, VSCB, (d) virus-specific cellular receptor repertoire, VSCR, and (e) pH-mediated cell membrane transit, (downward arrow pH CMat). Assuming As and Tt to be independent variables, IO = Tt/As. The same forces acting in an opposing manner determine SB at the port of sfv entry (defined here by the Index of Entry, IE = As/Tt). Overall, If sfv encounters no unforeseen effects on transit between Xy and Hs, then the square root of the combined index of sfv transmissibility (radical |RTI|) is proportional to the product IO* IE (or approximately Vm* Ha* sum Tt* sum As*Omega), where Omega is the retrovirological constant and summation operator is a function of the ratio Tt/As or As/Tt for sfv transmission from Xy to Hs. I present a mathematical formalism encapsulating the general theory of the origins of retroviruses. It summarizes the choreography for the intertwined interplay of factors influencing the probability of retroviral cross-species transmission: Vm, Ha, Tt, As, and Omega.
    Theoretical Biology and Medical Modelling 02/2010; 7:5. DOI:10.1186/1742-4682-7-5 · 1.27 Impact Factor
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