Analysis of Human Papillomavirus type 16 E5 mRNA Structure and Function
(2014) MOBT19 20132Degree Projects in Molecular Biology
- Abstract
- The E5 protein of Human Papillomavirus type 16 has been described as an oncoprotein, interacting with several cellular pathways to evade immune- and stress responses, enhancing E6- and E7- driven cell proliferation. However, it is not known when during the infection E5 is expressed. Although present on the majority of alternatively spliced mRNAs produced during the viral life cycle, E5 is never the first open reading frame (ORF). Further, integration of the viral genome is thought to prevent E5 expression, making its contribution to carcinogenesis elusive. To perform a functional analysis of E5-encoding mRNAs, I used cDNA and full HPV16 genomic constructs with the E5 ORF exchanged for the secreted luciferase reporter gene. Transfecting... (More)
- The E5 protein of Human Papillomavirus type 16 has been described as an oncoprotein, interacting with several cellular pathways to evade immune- and stress responses, enhancing E6- and E7- driven cell proliferation. However, it is not known when during the infection E5 is expressed. Although present on the majority of alternatively spliced mRNAs produced during the viral life cycle, E5 is never the first open reading frame (ORF). Further, integration of the viral genome is thought to prevent E5 expression, making its contribution to carcinogenesis elusive. To perform a functional analysis of E5-encoding mRNAs, I used cDNA and full HPV16 genomic constructs with the E5 ORF exchanged for the secreted luciferase reporter gene. Transfecting them into cervical cancer cells reveled that E5 is primarily translated from an early mRNA spliced between SD226 and SA3358. This splicing event excludes all larger, upstream ORFs like the E1, E4 and E7. The suppressive effect of E1, E4 and E7 on E5 translation was further demonstrated as their inactivation on the full HPV16 genome resulted in an increased E5 expression. Finally, integration of an HPV16 genomic reporter construct into the cervical cancer cell line C33A, reveled that E5 can be expressed even after viral integration. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Funktionell analys av HPV16 E5 mRNAn
Humant papillomvirus (HPV) är ett litet DNA virus som infekterar hudens stamceller. De utgör den vanligaste sexuellt överförbara virusinfektionen ibland människor. HPV är också den bakomliggande orsaken till mer 99 % av alla livmoderhalscancer, speciellt typ 16. Denna cancerform skördar flest kvinnoliv efter bröstcancer varje år. I de flesta fall fullbordar HPV sin livscykel i hudcellerna inom ett år, utan att ge några symptom. I sällsynta fall utvecklas en kronisk infektion där uttrycket utav de virala proteinerna E6 och E7 inte kan stängas av. Normalt driver E6 och E7 celldelning samt förhindrar apoptos (programmerad celldöd) under den primära infektionen för att tillåta tillräcklig amplifiering... (More) - Funktionell analys av HPV16 E5 mRNAn
Humant papillomvirus (HPV) är ett litet DNA virus som infekterar hudens stamceller. De utgör den vanligaste sexuellt överförbara virusinfektionen ibland människor. HPV är också den bakomliggande orsaken till mer 99 % av alla livmoderhalscancer, speciellt typ 16. Denna cancerform skördar flest kvinnoliv efter bröstcancer varje år. I de flesta fall fullbordar HPV sin livscykel i hudcellerna inom ett år, utan att ge några symptom. I sällsynta fall utvecklas en kronisk infektion där uttrycket utav de virala proteinerna E6 och E7 inte kan stängas av. Normalt driver E6 och E7 celldelning samt förhindrar apoptos (programmerad celldöd) under den primära infektionen för att tillåta tillräcklig amplifiering utav det virala genomet. Deras kontinuerliga uttryck skapar genomisk instabilitet med okontrollerad celldelning vilket föreligger utvecklingen av cancer. Mycket tyder på att ett tredje viralt protein, E5, också deltar i cancerutvecklingen tillsammans med E6 och E7. Funktionella studier har visat att E5 ökar E6 och E7s förmåga att transformera celler. Dessutom nedreglerar E5 immunförsvaret och signalvägar som förmedlar stress samt apoptos, vilket tillåter viruset att etableras i värdcellen. Man vet dock inte när E5 produceras under infektionen. Därtill förekommer ofta en integrering av virusets DNA varpå man tror att HPV förlorar förmågan att uttrycka E5. Således är det även oklart ifall E5 faktiskt bidrar till utvecklingen av livmoderhalscancer. Om det var känt ifrån vilket, eller vilka, mRNA E5 huvudsakligen produceras, kan protokoll designas för att detektera detta mRNA i HPV16-infekterad vävnad i olika stadier. Med kunskap om dess temporala plats i virusets livscykel kan vi bättre förstå E5 funktionella roll. Jag kom fram till att E5 produceras effektivast ifrån ett mRNA som endast förekommer under den tidiga delen av infektionen. Dessutom fann jag att E5 kan produceras även efter att virusets genom integrerats i värdcellens DNA. Troligen leder dock de allra flesta integreringar till att E5 inte kan uttryckas, men det är mycket möjligt att kroniska infektioner med bibehållen E5 produktion utvecklas till cancer i ökad takt jämfört med infektioner utan E5.
HPV16 har ett kompakt genom där genuttrycket sker ifrån en promotor under den tidiga delen av infektionen och en andra under den senare delen. De mRNA molekyler som bildas avslutas vid två olika signaler som också de är kopplade till den tidiga respektive den sena delen av livscykeln. Det är dock omöjligt att producera samtliga proteiner ifrån dessa långa mRNA där alla gener ligger tätt efter varandra eller överlappande. Via splicing, en process som skär bort icke-proteinkodande sekvenser för att föra samman de proteinkodande till en sammanhängande molekyl, produceras flera mindre mRNA ifrån de långa primära molekylerna. På så vis skapas mRNAn där alla gener hamnar i en kontext som tillåter effektiv produktion av vart protein. Under HPVs livscykel framträder ett komplext mönster av splicade mRNA och genen för E5 återfinns på majoriteten av dem. För att kunna uppskatta hur mycket E5 dessa mRNA kunde ge upphov till bytte jag ut E5 mot ett rapportsystem och återskapade potentiella E5-kodande mRNA. När de infördes i cancerceller framträdde ett tidigt mRNA utan framförliggande gener. Ifrån detta mRNA kan E5-genen avläsas utan konkurrens när mRNA molekylen används som templat för produktion av proteiner. När några av de gener som ofta förkommer framför E5 inaktiverades i ett annars intakt virus genom ökade E5 produktionen. Detta befäster att E5 inte kan uttryckas effektiv ifrån mRNA med andra gener framför. Slutligen visade samma rapportsystem att E5 kan uttryckas även efter integrering. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/4696437
- author
- Nilsson, Kersti
- supervisor
- organization
- course
- MOBT19 20132
- year
- 2014
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- language
- English
- id
- 4696437
- date added to LUP
- 2014-10-09 12:33:39
- date last changed
- 2014-10-09 12:33:39
@misc{4696437,
abstract = {{The E5 protein of Human Papillomavirus type 16 has been described as an oncoprotein, interacting with several cellular pathways to evade immune- and stress responses, enhancing E6- and E7- driven cell proliferation. However, it is not known when during the infection E5 is expressed. Although present on the majority of alternatively spliced mRNAs produced during the viral life cycle, E5 is never the first open reading frame (ORF). Further, integration of the viral genome is thought to prevent E5 expression, making its contribution to carcinogenesis elusive. To perform a functional analysis of E5-encoding mRNAs, I used cDNA and full HPV16 genomic constructs with the E5 ORF exchanged for the secreted luciferase reporter gene. Transfecting them into cervical cancer cells reveled that E5 is primarily translated from an early mRNA spliced between SD226 and SA3358. This splicing event excludes all larger, upstream ORFs like the E1, E4 and E7. The suppressive effect of E1, E4 and E7 on E5 translation was further demonstrated as their inactivation on the full HPV16 genome resulted in an increased E5 expression. Finally, integration of an HPV16 genomic reporter construct into the cervical cancer cell line C33A, reveled that E5 can be expressed even after viral integration.}},
author = {{Nilsson, Kersti}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Analysis of Human Papillomavirus type 16 E5 mRNA Structure and Function}},
year = {{2014}},
}