HTLV-1 Particle Analysis and Gag Interactions

HTLV-1 颗粒分析和堵嘴相互作用

• 批准号: 9914879
• 负责人: Louis M Mansky
• 金额: $ 48.13万
• 依托单位: UNIVERSITY OF MINNESOTA
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2012-09-28 至 2023-04-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/9914879
• 关键词: Adult; Adult T-Cell Leukemia/Lymphoma; Affect; Age; Antibodies; Biogenesis; Capsid; Cell Culture Techniques; Cell membrane; Cell surface; Cells; Cryoelectron Microscopy; Disease; Etiology; Event; Female; Fluorescence; Fluorescence Microscopy; Foundations; Geographic Locations; Goals; HIV-1; Human; Human Characteristics; Human T-Cell Leukemia Viruses; Human T-lymphotropic virus 1; Individual; Inflammatory; Investigation; Knowledge; Light; Malignant Neoplasms; Mason-Pfizer monkey virus; Membrane; Methods; Microbial Biofilms; Microscopy; Molecular; Morphology; Nature; Pathway interactions; Population; Prevalence; Process; Reporting; Resolution; Retroviridae; Role; Rous sarcoma virus; Scanning; Site; Site-Directed Mutagenesis; Spectrum Analysis; Spinal Cord Diseases; Structural Protein; Structure; Syndrome; System; Testing; Translations; Tropical Spastic Paraparesis; Viral; Virion; Virus; Virus Assembly; Virus Replication; aged; comparative; density; experimental study; innovation; innovative technologies; insight; molecular modeling; molecular site; new technology; novel; novel therapeutic intervention; particle; reconstruction; tomography; transmission process; viral transmission; virological synapse; virology; virus envelope

Abstract  Human  T-­cell  leukemia  virus  (HTLV-­1)  infects  about  15-­20  million  individuals  worldwide  and  is  the  etiological  agent of an adult T-­cell leukemia/lymphoma (ATLL), and can also result in an inflammatory disease syndrome  called HTLV-­1-­associated myelopathy (HAM)/tropical spastic paraparesis (TSP).  HTLV-­1 antibody prevalence  rates  vary  among  geographical  areas,  ranging  from  0.2  to  10%  among  adults.  This  antibody  prevalence  increases with age, and can affect as much as 20 to 50% of the female population aged 60 and above. HTLV-­1  is  notorious  for  being  difficult  to  study  in  cell  culture,  which  has  prohibited  a  rigorous  analysis  of  how  these  viruses  replicate  in  cells,  including  the  steps  involved  in  retrovirus  assembly.    The  details  for  how  retrovirus  particle  assembly  occurs  are  poorly  understood  even  for  other  more  tractable  retroviral  systems  like  that  of  human  immunodeficiency  virus  type  1  (HIV-­1).    For  instance,  recent  evidence  indicates  that  Gag-­Gag  interactions differ among retroviruses, which helps explain morphological differences that we have documented  among immature retrovirus particles. Furthermore, the role for membrane-­bound, non-­punctate (np) Gag in the  biogenesis of Gag puncta, as well as the nature of Gag puncta biogenesis in the context of cell-­to-­cell contacts  also remain poorly understood aspects of the retrovirus assembly pathway. This is particularly for HTLV-­1, for  which  we  have  found  to  have  fundamentally  distinct  differences  to  that  of  HIV-­1  regarding  the  role  of  membrane-­bound  np  Gag  in  Gag  punta  biogenesis.    In  this  application,  we  propose  to  continue  our  investigations  on  HTLV-­1  immature  and  mature  particle  structure  and  particle  biogenesis  through  innovative  state-­of-­the-­art experimental approaches with appropriate comparative analyses with HIV-­1.  In particular, we  will apply cryo-­electron microscopy/tomography (cryo-­EM/ET), photoactivated localization microscopy (PALM),  total  internal  reflection  fluorescence  (TIRF)  microscopy  and  the  novel  technology  of  z-­scan  fluorescence  fluctuation  spectroscopy  (FFS)  in  living  cells  to  investigate  1)  analysis  of  immature  HTLV-­1  Gag  lattice  structure,  2)  the  importance  of  membrane-­bound,  np  Gag  in  HTLV-­1  particle  biogenesis,  and  3)  HTLV-­1  particle  biogenesis  in  the  context  of  cell-­cell  contacts.  Careful  comparisons  will  be  done  with  HIV-­1.  These  novel  studies  harness  innovative  technologies  in  order  to  provide  new  insights  into  a  highly  significant  and  poorly understood aspect of the HTLV-­1 particle assembly process, which is fundamentally distinct from that of  HIV-­1 and other retroviruses. Furthermore, our studies represent some of the most detailed studies conducted  on the assembly of virus structural proteins, which provides fundamentally important information in virology on  the molecular nature of virus particle assembly at the plasma membrane for enveloped viruses.

抽象的  人类 T 细胞白血病病毒 (HTLV-1) 感染全世界约 15-20 百万人，是病因  成人 T 细胞白血病/淋巴瘤 (ATLL) 的病原体，也可能导致炎症性疾病综合征  称为 HTLV-1 相关脊髓病 (HAM)/热带痉挛性截瘫 (TSP)。  HTLV-1 抗体流行率  不同地理区域的发病率有所不同，成年人的发病率从 0.2% 到 10% 不等。  这种抗体的流行程度  随着年龄的增长而增加，并且可能影响 60 岁及以上女性人口的 20% 至 50%。 HTLV-1  因难以在细胞培养中研究而臭名昭著，这阻碍了对这些如何进行严格的分析  病毒在细胞中复制，包括逆转录病毒组装所涉及的步骤。    逆转录病毒如何运作的详细信息  即使对于其他更容易处理的逆转录病毒系统，例如  人类免疫缺陷病毒 1 型 (HIV-1)。    例如，最近的证据表明，Gag-Gag  逆转录病毒之间的相互作用有所不同，这有助于解释我们记录的形态差异  在未成熟的逆转录病毒颗粒之间。 此外，膜结合的非点状 (np) Gag 在  Gag puncta 的生物发生，以及细胞间接触背景下 Gag puncta 生物发生的本质  对逆转录病毒组装途径的了解仍然知之甚少。 这尤其适用于 HTLV-1，  我们发现它与 HIV-1 的作用有根本上的不同  Gag punta 生物发生中的膜结合 np Gag。    在此申请中，我们建议继续我们的  通过创新研究 HTLV-1 未成熟和成熟颗粒结构和颗粒生物发生  最先进的实验方法，并与 HIV-1 进行适当的比较分析。  特别是，我们  将应用冷冻电子显微镜/断层扫描 (cryo-EM/ET)、光激活定位显微镜 (PALM)、  全内反射荧光 (TIRF) 显微镜和 z 扫描荧光新技术  波动光谱 (FFS) 在活细胞中研究 1) 未成熟 HTLV-1 Gag 晶格的分析  结构，2) 膜结合的重要性，np Gag 在 HTLV-1 颗粒生物发生中的重要性，以及 3) HTLV-1  细胞与细胞接触背景下的粒子生物发生。  将与 HIV-1 进行仔细比较。  这些  新颖的研究利用创新技术，为高度重要且重要的问题提供新的见解。  对 HTLV-1 粒子组装过程知之甚少，该过程与  HIV-1 和其他逆转录病毒。 此外，我们的研究代表了一些最详细的研究  关于病毒结构蛋白的组装，它提供了病毒学中基本重要的信息  包膜病毒质膜上病毒颗粒组装的分子性质。

项目成果

Morphology and ultrastructure of retrovirus particles.

逆转录病毒颗粒的形态和超微结构。

• DOI: 10.3934/biophy.2015.3.343
• 发表时间: 2015
• 期刊: AIMS biophysics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Zhang W;Cao S;Martin JL;Mueller JD;Mansky LM
• 通讯作者: Mansky LM

The Retrovirus Capsid Core.

逆转录病毒衣壳核心。

• DOI: 10.1007/978-981-10-8456-0_8
• 发表时间: 2018
• 期刊: Sub-cellular biochemistry
• 作者: Zhang,Wei;Mendonça,LuizaM;Mansky,LouisM
• 通讯作者: Mansky,LouisM