UL145: Identifikation und Charakterisierung eines ULb’-Region kodierten Interferon-Antagonisten des humanen Cytomegalovirus

Das humane Cytomegalovirus (HCMV) kann schwerwiegende Krankheitsverlaufe in immunnaiven und immunkomprimierten Patienten verursachen. Auch in Immungesunden entgeht HCMV der Eliminierung durch das Immunsystem durch eine Vielzahl von Immunevasionsmechanismen, die eine Virusreplikation und eine lebenslange Latenz ermoglichen. Als Teil der angeborenen Immunitat sind Interferone (IFN) und die IFN-induzierte Signaltransduktion uber sog. Januskinasen (Jak) und signal transducer and activator of transcription (STAT)-Proteine wichtige Ziele des viralen Immunantagonismus. Das Ziel dieser Arbeit war es, den HCMV-kodierten STAT2-Antagonisten zu identifizieren und zu charakterisieren. Durch loss-of-function und gain-of-function Strategien wurde das ULb‘-Produkt pUL145 identifiziert: Die Deletion von UL145 fuhrte zum Verlust der STAT2-Degradation, wahrend die (Re-)Insertion einen Funktions(ruck)gewinn induzierte. Transfektionsexperimente zeigten, dass pUL145 ausreicht, um einen Dosis-abhangigen STAT2-Abbau zu vermitteln. Dadurch inhibiert pUL145 die IFNα- und IFNλ-induzierte Jak-STAT-Signalweiterleitung, die andernfalls zu einem antiviralen Genexpressionsprofil fuhren wurde. pUL145 bindet STAT2 und rekrutiert den Cul4-RocA-Ubiquitinligasekomplex uber eine Interaktion mit DNA damage binding protein 1 (DDB1), sodass STAT2 ubiquitiniert und proteasomal abgebaut wird. Sequenzanalysen und die Mutagenese stark konservierter Aminosauren in pUL145 demaskierten ein pUL145:DDB1-Interaktionsmotiv. Dieses Motiv ermoglichte die Identifizierung eines weiteren HCMV-kodierten DDB1-Interaktionspartners: pRL1. Die vorhergesagte pRL1:DDB1-Interaktion wurde mit einer epitopmarkierten Virusmutante in Koimmunoprazipitationen experimentell gezeigt. Ribosome profiling-Analysen wiesen auf zwei open reading frames im UL145-Locus hin. Erstmals wurde die Expression von zwei stabilen pUL145-Proteinisoformen durch die Epitopmarkierung von UL145 und Startcodonmutationen im viralen Genom gezeigt. Wahrend beide Isoformen sich in den oben beschriebenen Funktionen glichen, wurden unterschiedliche Expressionskinetiken festgestellt. Diese legen nahe, dass die kurzere, nicht-kanonische Proteinisoform die abundantere und fruhere Isoform von pUL145 ist. Ein molekulares Verstandnis von viralen Immunevasinen wie pUL145 konnte langfristig zur Entwicklung attenuierter Impfviren oder pharmakologischer Wirkstoffe beitragen, da ihre Inhibierung zur Wiederherstellung des Immunsystems und zur Eingrenzung der viralen Replikation fuhren kann.