Tesis doctoral de Maialen Sistiaga Poveda
Abstractan essential step in the replication cycle of a retrovirus involves the integration of the viral genome into the nuclear genome of the host cell. Most retroviruses infect somatic cells, but occasional infection of germline cells can also occur, resulting in stably integrated endogenous retroviruses (ervs) that are transmitted vertically to the offspring following mendelian rules. As a consequence of the continuous accumulation of actively replicating retroviruses, the genomes of all vertebrates are heavily colonized by ervs. Most endogenous retroviruses have accumulated genetic defects such as mutations and/or deletions that alter their genetic structure and render them unable to express infectious proteins. However, some have retained intact open reading frames for one or more of their genes, suggesting that they may be beneficial to their host.Jaagsiekte sheep retrovirus, the main etiological agent of ovine pulmonary adenocarcinoma (opa), harbors over 20 highly related endogenous retroviruses integrated in the genomes of most species of caprinae subfamily, named enjsrvs. By sensitive pcr-based assays and in situ hybridization analyses transcription of enjsrvs has been described in many sheep tissues, but their sequence and insertion polymorphism in the sheep genome impede identification of transcriptionally active or silenced proviral copies. Furthermore, little is known about the epigenetic regulation of enjsrv transcription.In this work, we made a thorough genomic search to characterize new endogenous ovine betaretroviruses (enjsrvs) and 63 different enjsrv integrations, 22 of them intronic, were found. Using two different approaches, we tested if any enjsrv copy was associated with ovine pulmonary adenocarcinoma (opa) infection. We reported expression of the viral env and orf-x genes on different sheep organs and we provided evidence that dysregulation of enjsrvs in response to scrapie prion infection can be detected on the rna level. Finally, we studied the level of enjsrv polymorphism in the sheep population and related species, mouflon, pyrenean chamois and goat. Resumenlos retrovirus son parásitos obligados que precisan de la integración de su adn en el genoma del hospedador para poder replicarse. Normalmente, los retrovirus se integran en células somáticas y se transmiten de hospedadores infectados a hospedadores no infectados como retrovirus ¿exógenos¿. Sin embargo, a veces los retrovirus pueden infectar células germinales, pasando a formar parte, en consecuencia, del material genético del hospedador como retrovirus ¿endógenos¿ (ervs), que se transmitirán generación tras generación siguiendo las leyes mendelianas. Durante la evolución, la mayoría de los ervs ha acumulado mutaciones que han inhabilitado su capacidad de producir partículas virales infecciosas. Aun así, algunos ervs han mantenido marcos abiertos de lectura para uno o más genes y han sido cooptados por el hospedador por cumplir funciones biológicas importantes. Los betaretrovirus ovinos son un modelo único para estudiar las interacciones entre hospedador y patógeno en el medio natural. En ovejas infectadas, el retrovirus exógeno y patogénico ovino jaagsiekte (jsrv) convive con betaretrovirus endógenos emparentados a éste (enjsrvs). Por el momento, sólo han sido descritos 27 loci enjsrv en el genóma ovino y al parecer el proceso de endogenización ha sido contínuo hasta la fecha. Mediante ensayos sensibles basados en la pcr y análisis de hibridación, la transcripción de estos enjsrvs ha sido confirmada en varios tejidos ovinos pero debido a su secuencia y la presencia de polimorfismos de inserción, la identificación de copias provirales transcripacionalmente activas o silenciadas mediante mecanismos epigenéticos resulta dificultosa. Además, se desconoce el papel que juega la regulación epigenética en la transcripción de éstos enjsrvs.En el presente trabajo, se ha realizado una extensa búsqueda genómica con el objetivo de caracterizar nuevos betaretrovirus endógenos ovinos, y se han descubierto 63 inserciones provirales diferentes, de las cuales 22 han resultado ser intrónicas. Mediante dos aproximaciones se ha analizado si alguna de las copias de enjsrv aparecía asociada a la presencia de adenocarcinoma pulmonar ovino (opa). Por otro lado, se describe la expresión de los genes provirales env y orf-x en diferentes órganos ovinos y se ha comprobado que la desregulación de enjsrvs que se da tras el desarrollo de la enfermedad priónica scrapie (o tembladera) puede ser detectada a nivel de rna. Finalmente, se ha analizado el nivel de polimorfismo de enjsrvs en varias poblaciones ovinas y en tres especies emparentadas con la ovina: el muflón, el rebeco pirenaico y la cabra. Laburpenaerretrobirusek euren genoma ostalariaren dnaren baitan integratu behar dute erreplikatu ahal izateko. Normalean, erretrobirusak zelula somatikoetan integratzen dira eta beraz, kutsatutako ostalarietatik kutsatu gabekoetara hedatzen dira erretrobirus ¿exogeno¿ modura. Zenbaitetan, aldiz, hozi-zelulak kutsatzen dituzte eta ostalariaren genomaren parte bilakatu erretrobirus ¿endogeno¿ (erv) modura, ondorengoetara bertikalki transmitituz eta lege mendeliarrei jarraiki heredatuz. Eboluzioan zehar, erv gehienek akasdun bilakatu dituzten mutazioak pilatu dituzte eta ondorioz, ez dira gai partikula biral kutsakorrak sortzeko. Hala ere, zenbait ervek gene batzuetarako irakurketa marko irekiak mantendu dituzte eta ostalariak ko-hautatuak izan dira funtzio biologiko garrantzitsuak betetzeagatik. Ardi betarretrobirusak ostalariaren eta patogenoaren arteko elkarrekintza ebolutibo konplexuak modu naturalean ikertzeko eredu ezinhobea dira. Kutsatutako ardietan, jaagsiekte ardi erretrobirus (jsrv) exogeno eta patogenikoa, ahaidetutako jsrv endogenoekin (enjsrvekin) batera agertzen da. Orain arte, hogeita zazpi enjsrv lokus aurkitu dira ardiaren genoman eta ematen duenez, endogenizazio prozesua oraindik ere gertatzen ari da gaur egun. Pcretan oinarritutako saiakera sentikorren eta hibridazio-analisien bidez, enjsrven itzulpena deskribatu izan da zenbait ardi ehunetan baina hauen sekuentzia eta txertatze-polimorfismoak direla-eta, transkripzionalki aktiboak diren edota isilarazita dauden kopia probiralen identifikazioa ez da erraza suertatzen ardiaren genoman. Gainera, enjsrven itzulpenean erregulazio epigenetikoak jokatzen duen papera ezezaguna da. Lan honetan, bilaketa genomiko sakon bat burutu genuen ardien betarretrobirus endogeno (enjsrv) berriak karakterizatzeko helburuz eta 63 enjsrv txertatze desberdin aurkitu genituen, horietarik 22 intronikoak izan zirelarik. Bi hurbilketa desberdin erabilita, enjsrv kopiaren batek ardien biriketako adenokartzinoma (opa) infekzioarekin lotura ote zuen aztertu genuen. Env eta orf-x gene biralen adierazpena deskribatu genuen ardien organo desberdinetan eta scrapie gaixotasun prionikoaren ondorioz ematen den enjsrven erregulazio-eza, rna mailan detektatu daitekela frogatu genuen. Azkenik, enjsrv polimorfismo maila aztertu genuen zenbait ardi populazioetan eta honekin ahaidetutako hiru espezieetan: mufloia, pirinioetako sarrioa eta ahuntza.
Datos académicos de la tesis doctoral «Evolutionary dynamics of ovine betaretroviruses (enjsrvs). characterization, proliferation and expression studies/ardi betarretrobirusen (enjsrven) dinamika ebolutiboa. karakterizazioa, hedapena eta a«
- Título de la tesis: Evolutionary dynamics of ovine betaretroviruses (enjsrvs). characterization, proliferation and expression studies/ardi betarretrobirusen (enjsrven) dinamika ebolutiboa. karakterizazioa, hedapena eta a
- Autor: Maialen Sistiaga Poveda
- Universidad: País vasco/euskal herriko unibertsitatea
- Fecha de lectura de la tesis: 18/12/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Begoña Marina Jugo Orrantia
- Tribunal
- Presidente del tribunal: manuel Soto lopez
- marcel Amills eras (vocal)
- Jesús Emilio De albornoz pons (vocal)
- cristina Vieira-heddi — (vocal)