Biopolym. Cell. 2000; 16(6):547-558.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000596
Віруси та клітина
Композиційна специфічність інтеграції вірусів Т-клітинної лейкемії людини типу І і імунодефіциту людини типу 1 у геном людини
1Циба Л. О., 1Зубак С. В., 2Тряпіцина-Гулей Н., 2Бернарді Дж., 1Риндич А. В.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680
  2. Інститут Жак Моно, CNRS-Університет Париж VII,
    2, Жусье, Париж, Франція, 75005

Abstract

Проаналізовано розподіл інтегрованих провірусів HTLV-I (ві­рус Т-клітинної лейкемії людини типу І) і HIV-1 (вірус имунодефіщіту людини типу 1) в геномі пацієнтів з різними проявами та стадіями інфекції, використовуючи нову мето­дику фракціонування ДНК у пологому градієнті CsCl у присут­ності двох маркерів плавучої густини. Основні піки розподілу GC-багатих послідовностей HTLV-I у 18 досліджуваних випад­ках були локалізовані в GC-багатих (>44 % GC) ділянках геному людини, які складають ЗО % геному і містять транс­крипційно активні провіруси HTLV-I. У пацієнтів з Т-клітинною лейкемією (ATL) вірусних послідовностей не було виявлено в ділянках геному, GC-склад яких нижче від 44 %. Більш, широкий і мультимодальний розподіл HTLV-I (у межах 38–54,8 % GC) встановлено в лімфоцитах пацієнтів з тропічним спастичним парапарезом (TSP/HAM) та в асимптоматичних вірусоносіїв. GC-бідні провіруси HIV-1 виявлено як у GC-бідних, так і в GC-багатих компартментах геномів 27 пацієнтів з різним рівнем віремії. Для пацієнтів з високим рівнем вірусної продукції показано вищий вміст послідов­ностей H1V-1 в GC-бідних ділянках геному. Отримані резуль­тати свідчать про нерівномірний розподіл in vivo інтегро­ваних провірусів в компартментах геному клітини та в більш широкому діапазоні % GC, ніж in vitro.
Повний текст: (PDF, російською)

References

[1] Bernardi G. Isochores and the evolutionary genomics of vertebrates. Gene. 2000;241(1):3-17.
[2] Zoubak S, Clay O, Bernardi G. The gene distribution of the human genome. Gene. 1996;174(1):95-102.
[3] Kettmann R, Meunier-Rotival M, Cortadas J, Cuny G, Ghysdael J, Mammerickx M, Burny A, Bernardi G. Integration of bovine leukemia virus DNA in the bovine genome. Proc Natl Acad Sci U S A. 1979;76(10):4822-6.
[4] Rynditch A, Kadi F, Geryk J, Zoubak S, Svoboda J, Bernardi G. The isopycnic, compartmentalized integration of Rous sarcoma virus sequences. Gene. 1991;106(2):165-72.
[5] Zerial M, Salinas J, Filipski J, Bernardi G. Genomic localization of hepatitis B virus in a human hepatoma cell line. Nucleic Acids Res. 1986;14(21):8373-86.
[6] Zoubak S, Richardson JH, Rynditch A, H?llsberg P, Hafler DA, Boeri E, Lever AM, Bernardi G. Regional specificity of HTLV-I proviral integration in the human genome. Gene. 1994;143(2):155-63.
[7] Salinas J, Zerial M, Filipski J, Crepin M, Bernardi G. Nonrandom distribution of MMTV proviral sequences in the mouse genome. Nucleic Acids Res. 1987;15(7):3009-22.
[8] Zoubak S, Rynditch A, Bernardi G. Compositional bimodality and evolution of retroviral genomes. Gene. 1992;119(2):207-13.
[9] Poiesz BJ, Ruscetti FW, Gazdar AF, Bunn PA, Minna JD, Gallo RC. Detection and isolation of type C retrovirus particles from fresh and cultured lymphocytes of a patient with cutaneous T-cell lymphoma. Proc Natl Acad Sci U S A. 1980;77(12):7415-9.
[10] Hinuma Y, Nagata K, Hanaoka M, Nakai M, Matsumoto T, Kinoshita KI, Shirakawa S, Miyoshi I. Adult T-cell leukemia: antigen in an ATL cell line and detection of antibodies to the antigen in human sera. Proc Natl Acad Sci U S A. 1981;78(10):6476-80.
[11] Gessain A, Barin F, Vernant JC, Gout O, Maurs L, Calender A, de Th? G. Antibodies to human T-lymphotropic virus type-I in patients with tropical spastic paraparesis. Lancet. 1985;2(8452):407-10.
[12] Franchini G. Molecular mechanisms of human T-cell leukemia/lymphotropic virus type I infection. Blood. 1995;86(10):3619-39.
[13] Mellors JW, Rinaldo CR Jr, Gupta P, White RM, Todd JA, Kingsley LA. Prognosis in HIV-1 infection predicted by the quantity of virus in plasma. Science. 1996;272(5265):1167-70.
[14] Coffin JM. Retroviridae and their replication. Virology. Eds B. N. Fields, D. M. Knipe. New York, 1990: 1437-1500.
[15] Michael NL, Vahey M, Burke DS, Redfield RR. Viral DNA and mRNA expression correlate with the stage of human immunodeficiency virus (HIV) type 1 infection in humans: evidence for viral replication in all stages of HIV disease. J Virol. 1992;66(1):310-6.
[16] Winslow BJ, Pomerantz RJ, Bagasra O, Trono D. HIV-1 latency due to the site of proviral integration. Virology. 1993;196(2):849-54.
[17] Rynditch AV, Zoubak S, Tsyba L, Tryapitsina-Guley N, Bernardi G. The regional integration of retroviral sequences into the mosaic genomes of mammals. Gene. 1998;222(1):1-16.
[18] De Sario A, Geigl EM, Bernardi G. A rapid procedure for the compositional analysis of yeast artificial chromosomes. Nucleic Acids Res. 1995;23(19):4013-4.
[19] Fisher AG, Collalti E, Ratner L, Gallo RC, Wong-Staal F. A molecular clone of HTLV-III with biological activity. Nature. 1985 Jul 18-24;316(6025):262-5.
[20] Clarke MF, Gelmann EP, Reitz MS Jr. Homology of human T-cell leukaemia virus envelope gene with class I HLA gene. Nature. 1983 Sep 1-7;305(5929):60-2.
[21] Macaya G, Thiery JP, Bernardi G. An approach to the organization of eukaryotic genomes at a macromolecular level. J Mol Biol. 1976;108(1):237-54.
[22] Thiery JP, Macaya G, Bernardi G. An analysis of eukaryotic genomes by density gradient centrifugation. J Mol Biol. 1976;108(1):219-35.
[23] Schildkraut CL, Marmur J, Doty P. Determination of the base composition of deoxyribonucleic acid from its buoyant density in CsCl. J Mol Biol. 1962;4:430-43.
[24] Shinzato O, Ikeda S, Momita S, Nagata Y, Kamihira S, Nakayama E, Shiku H. Semiquantitative analysis of integrated genomes of human T-lymphotropic virus type I in asymptomatic virus carriers. Blood. 1991;78(8):2082-8.
[25] Etoh K, Tamiya S, Yamaguchi K, Okayama A, Tsubouchi H, Ideta T, Mueller N, Takatsuki K, Matsuoka M. Persistent clonal proliferation of human T-lymphotropic virus type I-infected cells in vivo. Cancer Res. 1997;57(21):4862-7.
[26] Gessain A, Saal F, Gout O, Daniel MT, Flandrin G, de The G, Peries J, Sigaux F. High human T-cell lymphotropic virus type I proviral DNA load with polyclonal integration in peripheral blood mononuclear cells of French West Indian, Guianese, and African patients with tropical spastic paraparesis. Blood. 1990;75(2):428-33.
[27] Yoshida M, Osame M, Kawai H, Toita M, Kuwasaki N, Nishida Y, Hiraki Y, Takahashi K, Nomura K, Sonoda S, et al. Increased replication of HTLV-I in HTLV-I-associated myelopathy. Ann Neurol. 1989;26(3):331-5.
[28] Yoshida M, Seiki M, Yamaguchi K, Takatsuki K. Monoclonal integration of human T-cell leukemia provirus in all primary tumors of adult T-cell leukemia suggests causative role of human T-cell leukemia virus in the disease. Proc Natl Acad Sci U S A. 1984;81(8):2534-7.
[29] Cavrois M, Gessain A, Wain-Hobson S, Wattel E. Proliferation of HTLV-1 infected circulating cells in vivo in all asymptomatic carriers and patients with TSP/HAM. Oncogene. 1996;12(11):2419-23.
[30] Wattel E, Vartanian JP, Pannetier C, Wain-Hobson S. Clonal expansion of human T-cell leukemia virus type I-infected cells in asymptomatic and symptomatic carriers without malignancy. J Virol. 1995;69(5):2863-8.
[31] Horwitz MS, Boyce-Jacino MT, Faras AJ. Novel human endogenous sequences related to human immunodeficiency virus type 1. J Virol. 1992;66(4):2170-9.
[32] Berneman ZN, Gartenhaus RB, Reitz MS Jr, Blattner WA, Manns A, Hanchard B, Ikehara O, Gallo RC, Klotman ME. Expression of alternatively spliced human T-lymphotropic virus type I pX mRNA in infected cell lines and in primary uncultured cells from patients with adult T-cell leukemia/lymphoma and healthy carriers. Proc Natl Acad Sci U S A. 1992;89(7):3005-9.
[33] Kinoshita T, Shimoyama M, Tobinai K, Ito M, Ito S, Ikeda S, Tajima K, Shimotohno K, Sugimura T. Detection of mRNA for the tax1/rex1 gene of human T-cell leukemia virus type I in fresh peripheral blood mononuclear cells of adult T-cell leukemia patients and viral carriers by using the polymerase chain reaction. Proc Natl Acad Sci U S A. 1989;86(14):5620-4.
[34] Okayama A, Korber B, Chen YM, Allan J, Lee TH, Shioiri S, Tachibana N, Tsuda K, Mueller N, McLane MF, et al. Unusual pattern of antibodies to human T-cell leukemia virus type-I in family members of adult T-cell leukemia patients. Blood. 1991;78(12):3323-9.
[35] Gessain A, Louie A, Gout O, Gallo RC, Franchini G. Human T-cell leukemia-lymphoma virus type I (HTLV-I) expression in fresh peripheral blood mononuclear cells from patients with tropical spastic paraparesis/HTLV-I-associated myelopathy. J Virol. 1991;65(3):1628-33.
[36] Beilke MA, In DR, Gravell M, Hamilton RS, Mora CA, Leon-Monzon M, Rodgers-Johnson PE, Gajdusek DC, Gibbs CJ Jr, Zaninovic V. In situ hybridization detection of HTLV-I RNA in peripheral blood mononuclear cells of TSP/HAM patients and their spouses. J Med Virol. 1991;33(1):64-71.
[37] Kerem BS, Goitein R, Diamond G, Cedar H, Marcus M. Mapping of DNAase I sensitive regions on mitotic chromosomes. Cell. 1984;38(2):493-9.
[38] Tazi J, Bird A. Alternative chromatin structure at CpG islands. Cell. 1990;60(6):909-20.
[39] Robinson HL, Gagnon GC. Patterns of proviral insertion and deletion in avian leukosis virus-induced lymphomas. J Virol. 1986;57(1):28-36.
[40] Vijaya S, Steffen DL, Robinson HL. Acceptor sites for retroviral integrations map near DNase I-hypersensitive sites in chromatin. J Virol. 1986;60(2):683-92.
[41] Rohdewohld H, Weiher H, Reik W, Jaenisch R, Breindl M. Retrovirus integration and chromatin structure: Moloney murine leukemia proviral integration sites map near DNase I-hypersensitive sites. J Virol. 1987;61(2):336-43.
[42] Scherdin U, Rhodes K, Breindl M. Transcriptionally active genome regions are preferred targets for retrovirus integration. J Virol. 1990;64(2):907-12.
[43] Mooslehner K, Karls U, Harbers K. Retroviral integration sites in transgenic Mov mice frequently map in the vicinity of transcribed DNA regions. J Virol. 1990;64(6):3056-8.
[44] Chou KS, Okayama A, Su IJ, Lee TH, Essex M. Preferred nucleotide sequence at the integration target site of human T-cell leukemia virus type I from patients with adult T-cell leukemia. Int J Cancer. 1996;65(1):20-4.
[45] Leclercq I, Mortreux F, Cavrois M, Leroy A, Gessain A, Wain-Hobson S, Wattel E. Host sequences flanking the human T-cell leukemia virus type 1 provirus in vivo. J Virol. 2000;74(5):2305-12.
[46] A?ssani B, D'Onofrio G, Mouchiroud D, Gardiner K, Gautier C, Bernardi G. The compositional properties of human genes. J Mol Evol. 1991;32(6):493-503.
[47] Bernardi G. The human genome: organization and evolutionary history. Annu Rev Genet. 1995;29:445-76. Review.