Reglering av genuttryck av adenovirusproteinet E1A
Cecilia Johansson
I generna finns information om vilka proteiner cellerna ska bilda. Alla celler har möjlighet
att bilda alla sorters proteiner, men gör inte det, utan produktionen regleras på olika sätt. Det gör att
cellerna får olika utseende och funktion. Regleringen av vilka proteiner som ska bildas, dvs. vilka
gener som ska uttryckas, kan ske på många olika sätt och på flera nivåer i tillverkningsprocessen.
Proteiner som kan stimulera uttrycket av gener kallas aktivatorer och inhiberande proteiner kallas
repressorer. Den genetiska informationen finns i kodad form i DNA-molekyler som är packade i
kromosomer. Kromosomerna innehåller även speciella proteiner, histoner, för att skydda DNA:t.
Eftersom DNA:t är negativt laddat och histonerna är positivt laddade är interaktionen mellan dem
stark och DNA:t blir hårt packat i kromosomerna. I denna form är de flesta gener inaktiva eftersom
enzymer och andra reglerande proteiner som behövs för att uttrycka generna inte kommer åt att läsa
koden på DNA:t. Ett sätt att då aktivera en gen är att koppla på negativa grupper på histonerna. Då
repellerar DNA:t och histonerna varandra och DNA-strukturen blir mer öppen.
Ett virus består stort sett bara av en bit DNA eller RNA, inkapslad i ett proteinhölje, och är
beroende av en levande organism för att kunna föröka sig. En del mer avancerade virus har förutom
DNA eller RNA i sin proteinkapsel några proteiner som hjälper till att få igång infektionen snabbt.
Vid infektion av en cell frigörs DNA eller RNA, och virusets gener kan uttryckas med hjälp av
cellens enzymer. Först uttrycks proteiner för att reglera gener och inaktivera uttryck av cellens
gener, samt proteiner som kan inaktivera immunförsvaret hos den infekterade organismen. Sedan
uttrycks de proteiner som viruset använder till att bygga upp nya kapslar. Eftersom virus kan
interagera med många olika komponenter och processer i cellen är de bra att använda som modell
för att studera reaktioner i cellen. Adenovirus, som infekterar vilande celler i luftvägarna (som
normalt inte har någon proteinproduktion), har ett protein, E1A, för att få igång produktionen hos
cellen. E1A aktiverar gener genom att binda till proteiner i cellen som normalt inhiberar genuttryck
och inaktiverar dessa. Bland annat kan E1A inaktivera HDAC som är ett enzym som tar bort de
negativt laddade grupperna på histonerna. I en oinfekterad cell kan HDAC bland annat binda till en
repressor, CtBP, som i sin tur binder till en annan repressor, CtIP. Hela komplexet kan sedan
kopplas ihop, via CtIP, med andra proteiner som sitter på en gen som ska inaktiveras och där
HDAC ska verka. E1A från adenovirus kan bryta upp hela det inaktiverande komplexet genom att
binda till CtBP på exakt samma ställe som CtIP eftersom E1A och CtIP har likadana bindningsställen för CtBP. När E1A binder till CtBP förblir genen aktiv, vilket är precis vad viruset vill.
Målet med det här projektet har varit att undersöka på vilket sätt geners uttryck kan regleras
av CtIP och E1A. Bindningsförsök har visat att CtIP kan binda till samma ställe på CtBP som E1A
och när bindningsstället förstörs genom en mutation försvinner interaktionen. Enzymaktivitetsmätning har också visat att CtIP kan fånga upp ett funktionellt HDAC i ett cellextrakt med hjälp av
CtBP. Som fortsätting på projektet behöver vi ta reda på om CtIP och CtBP kan inaktivera en gen
om de kopplas ihop med ett protein som kan binda direkt till DNA och till vilken grad E1A kan
reglera genuttryck genom att binda till CtBP.
E1A
a)
CtBP HDAC
b)
CtIP CtBP HDAC
TF
CtIP
TF
Figur 1. a) Interaktioner mellan CtIP/CtBP/HDAC och en DNA-bindande faktor, TF, som kan inaktivera en gen.
b) E1A kan lösgöra det inaktiverande komplexet och på så sätt aktivera genen.
Examensarbete i biologi, 20 p, HT 1999
Institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi, Uppsala Universitet
Handledare: Catharina Svensson
