The HUSH complex in HIV-1 latency

HIV-1潜伏期中的HUSH复合体

• 批准号: 10656350
• 负责人: JEREMY LUBAN
• 金额: $ 78.33万
• 依托单位: UNIV OF MASSACHUSETTS MED SCH WORCESTER
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 2019-07-01 至 2024-06-30
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/10656350
• 关键词: ATAC-seq; Acquired Immunodeficiency Syndrome; Anti-HIV Agents; CD34 gene; CD4 Positive T Lymphocytes; Cell Culture Techniques; Cell Line; Cells; Chromatin; Clinical; Clone Cells; Complementary DNA; Complex; DNA; DNA Binding; DNA-Binding Proteins; Development; Evaluation; Excision; Exhibits; Foundations; Gene Expression Regulation; Gene Silencing; Genes; Genetic Transcription; Goals; HIV-1; Harvest; Hematopoietic; Hematopoietic stem cells; Heterogeneity; Human; Human Chromosomes; Immune; Immune system; Individual; Infection; Integration Host Factors; Kinetics; Life Cycle Stages; Ligation; Monitor; Mus; Persons; Pharmaceutical Preparations; Phenotype; Phylogeny; Play; Primate Lentiviruses; Proteins; Proviruses; Reporting; Resistance; Retrotransposon; Role; SETDB1 gene; Stimulus; Transcriptional Regulation; Umbilical Cord Blood; Viral; Viremia; Virus; antiretroviral therapy; experimental study; genetic element; humanized mouse; immune reconstitution; improved; in vivo; loss of function; memory CD4 T lymphocyte; mouse model; novel strategies; preservation; prevent; prognostication; recruit; response; tool; transcription factor; transcriptome sequencing; vpr Gene Products

Project Summary/Abstract  Current anti-­HIV-­1 therapies prevent progression to AIDS but do not cure infection. HIV-­1 persists in long-­lived  memory CD4+ T cells as a transcriptionally silent provirus, where it is undetectable by the immune system, and  therefore  resistant  to  extirpation.  Recently,  we  reported  that  primate  immunodeficiency  virus  Vpx  and  Vpr  proteins  activate  HIV-­1  provirus  transcription  by  degrading  the  three  proteins  of  the  human  silencing  hub  (HUSH)  complex.  Disruption  of  the  HUSH  complex  in  bulk  CD4+  T  cells  increased  transcription  from  HIV-­1  proviruses and kinetics of HIV-­1 spreading infections, indicating that the HUSH complex plays a dominant role  in HIV-­1 provirus silencing. Nonetheless, examination of individual clones showed heterogeneity in response to  HUSH disruption, and inconsistent correlation with known silencing factors such as SETDB1. Aim 1 will be to  identify  requirements  for  HUSH  complex  silencing  of  the  HIV-­1  provirus.  Sets  of  CD4+  T  cell  clones  bearing  HIV-­1  proviruses  that  exhibit  a  range  of  HUSH  responsiveness  will  be  subjected  to  loss-­of-­function  screens to identify host silencing factors that distinguish clones with different HUSH phenotypes. Such factors  will be characterized independently for effects on provirus transcription and provirus chromatin features. From  these  experiments  we  expect  to  better  understand  how  HUSH  is  recruited  to,  and  maintains  transcriptional  silencing  of,  HIV-­1  proviruses.  Aim  2  will  be  to  examine  the  role  of  the  HUSH  complex  in  CD4+  T  cell  transcription and development. Disruption of the HUSH complex activates LINE-­1 expression in certain cell  lines  raising  questions  about  possible  consequences  of  HUSH  complex  disruption.  Global  transcription  and  chromatin profiling will be performed on primary human CD4+ T cells in which HUSH complex components are  disrupted.  Increased  expression  of  particular  retrotransposons  is  expected,  but  also  immune-­related  genes  of  relevance  to  HIV-­1,  and  markers  that  may  be  used  to  monitor  HUSH  complex  activity  in  cells.  Examination  of  transcription factor motifs within lost ATAC-­Seq peaks will aid identification of DNA-­binding proteins that recruit  the HUSH complex. The HUSH complex will also be disrupted in cord blood human CD34+ hematopoietic stem  cells  used  to  reconstitute  an  immune  system  in  mice.  These  experiments  will  tell  us  whether  the  HUSH  complex  is  essential  for  human  hematopoietic  development  generally  or  for  CD4+  T  cells  specifically.  Aim  3  will  assess  the  contribution  of  the  HUSH  complex  to  HIV-­1  latency  in  vivo.  The  effect  of  HUSH  complex  inactivation  on  HIV-­1  provirus  reactivation  will  be  examined  with  CD4+  T  cells  harvested  from  HIV-­1+  individuals  on  anti-­HIV-­1  suppressive  therapy  and  from  humanized  mice.  These  studies  are  expected  to  improve  mechanistic  understanding  of  HIV-­1  transcriptional  regulation,  help  prognosticate  the  transcriptional  status  of  a  given  provirus,  develop  new  approaches  for  disrupting  the  HIV-­1  provirus  in  the  clinical  context,  and, more generally, increase fundamental understanding of gene regulation.

项目摘要/摘要： 目前的抗HIV-1治疗方法可以防止艾滋病的进展，但不能治愈感染。HIV-1的治疗方法持续很长时间。 CD4+T细胞的记忆在转录上是一种沉默的前病毒，在那里它是被免疫系统、免疫系统和免疫系统检测不到的。 因此，我们对根除有抵抗力。最近，我们有报道称，灵长类动物对免疫缺陷病毒、VPX和VPR具有抵抗力。 蛋白质可以通过降解人类沉默中心的前三种主要蛋白质来激活HIV-1和前病毒转录。 (安静)是复杂的。由于大量的CD4+T细胞中的沉默和复合体的干扰增加了HIV-1的转录水平。 提供了人类免疫缺陷病毒-1在传播感染过程中的运动和动力学模型，这表明这种沉默的复合体在治疗中发挥着主导作用。 在HIV-1中，前病毒是沉默的。尽管如此，对单个克隆的检查结果显示，对病毒的反应存在异质性。 沉默、干扰和不一致的相关性与已知的沉默和因素，如SETDB1。Aim 1%将继续存在。 确定对HIV-1和前病毒的复杂沉默能力的要求。这套系统包括CD+4+T细胞和克隆。 携带HIV-1病毒的前病毒将不会表现出一系列的保密和反应能力，也不会受到功能丧失的影响。 屏幕需要识别主持人沉默的因素，这些因素可以区分具有不同保密表型的克隆。例如，这些因素。 我们将独立研究对前病毒转录基因和前病毒染色质基因特征的影响。 这些实验，我们可以期待他们能更好地理解秘密是如何被招募来，保持和维持转录的。 人类免疫缺陷病毒(HIV-1)病毒的沉默作用。我们将继续研究人类免疫缺陷病毒(HIV-1)在人类免疫缺陷病毒(CD4+)中的重要作用。 转录调节和转录发育。沉默复合体的干扰激活了特定细胞中LINE-1的表达。 台词引发了人们对保密和复杂网络中断可能造成的后果的质疑。 染色质图谱分析也将在原代和人外周血中的CD4+T细胞上进行，在这些细胞中，可以隐藏复杂的细胞成分。 中断。特别是逆转座子基因的表达增加是意料之中的，但也包括免疫相关基因的增加。 与HIV-1、DNA和DNA标志物相关的是，它们可能被用来进一步监测和掩盖细胞中复杂的DNA活动。 转录因子和基序在丢失的ATAC--Seq峰值内的基序，将有助于识别可能招募的DNA结合蛋白。 脐带血和人外周血CD34+造血干细胞也会受到干扰。 细胞被用来在小鼠体内重新构建一种新的免疫系统。这些实验将不会告诉我们是否会保持沉默。 复杂的细胞对人类的造血功能发育至关重要，尤其是对CD_4~+T细胞。 我们将评估封口剂对体内HIV-1潜伏期的影响，以及封口剂的药效。 将用从HIV-1+中提取的CD4+T细胞来检查HIV-1前病毒的灭活情况和再激活情况。 接受抗HIV-1和抑制性药物治疗的患者和来自人源化小鼠的药物。这些研究预计将继续下去。 提高对HIV-1转录调控的机械性理解，帮助预测转录水平。 在给定前病毒的情况下，我们将开发新的新的治疗方法，以便在更广泛的临床应用背景下更好地干扰人类免疫缺陷病毒-1前病毒的传播。 而且，更广泛地说，这将增加对基因和监管的基本了解。

项目成果

Analysis of 6.4 million SARS-CoV-2 genomes identifies mutations associated with fitness.

• DOI: 10.1126/science.abm1208
• 发表时间: 2022-06-17
• 期刊: Science (New York, N.Y.)

Vaccine breakthrough infection leads to distinct profiles of neutralizing antibody responses by SARS-CoV-2 variant.

• DOI: 10.1172/jci.insight.159944
• 发表时间: 2022-10-10
• 期刊: JCI INSIGHT
• 影响因子: 8
• 作者: Seaman, Michael S.;Siedner, Mark J.;Boucau, Julie;Lavine, Christy L.;Ghantous, Fadi;Liew, May Y.;Mathews, Josh I.;Singh, Arshdeep;Marino, Caitlin;Regan, James;Uddin, Rockib;Choudhary, Manish C.;Flynn, James P.;Chen, Geoffrey;Stuckwisch, Ashley M.;Lipiner, Taryn;Kittilson, Autumn;Melberg, Meghan;Gilbert, Rebecca F.;Reynolds, Zahra;Iyer, Surabhi L.;Chamberlin, Grace C.;Vyas, Tammy D.;Vyas, Jatin M.;Goldberg, Marcia B.;Luban, Jeremy;Li, Jonathan Z.;Barczak, Amy K.;Lemieux, Jacob E.
• 通讯作者: Lemieux, Jacob E.

IFIH1 (MDA5) is required for innate immune detection of intron-containing RNA expressed from the HIV-1 provirus.

IFIH1 (MDA5) 是先天免疫检测 HIV-1 原病毒表达的含内含子 RNA 所必需的。

• DOI: 10.1101/2023.11.17.567619
• 发表时间: 2023
• 期刊: bioRxiv : the preprint server for biology
• 作者: Guney,MehmetHakan;Nagalekshmi,Karthika;McCauley,SeanMatthew;Carbone,Claudia;Aydemir,Ozkan;Luban,Jeremy
• 通讯作者: Luban,Jeremy