During viral infection, the production of interferons (IFNs) plays a critical role in the host innate immune system due to its ability to upregulate genes that contribute to the antiviral state. One of the most studied IFN-stimulated genes is the dsRNA-activated protein kinase R (PKR), which has an important function in the antiviral response by preventing translation initiation through phosphorylation of the α subunit of eukaryotic translation initiation factor 2 (eIF2α). Both cellular and viral factors contribute to PKR regulation. During human immunodeficiency virus 1 (HIV-1) replication, the viral TAR RNA element activates PKR while the viral protein Tat and cellular proteins adenosine deaminase acting on RNA (ADAR1) and TAR RNA binding protein (TRBP) inhibit PKR function. The PKR activator (PACT) is the best known cellular activator of PKR and acts under conditions of cellular stress. While IFN has been effective in decreasing HIV-1 replication in cell culture, the IFN response may also contribute to persistent immune activation and a decline in CD4+ T-cell count, thus hindering its effectiveness in vivo. In investigating the role of PACT during HIV-1 infection, we have found that there is an increased association between PACT and PKR at the peak of infection. We have also observed that during HIV-1 replication, PACT actually inhibits PKR activation and increases HIV-1 protein expression and viral production in HEK 293T cells. Conversely, shRNA knockdown of PACT decreases HIV-1 production and protein expression. While there is an apparent change of function in PACT during HIV-1 production, the mechanism by which PACT becomes a PKR inhibitor has yet to be elucidated. Deciphering PKR regulation by PACT will contribute to a better understanding of the innate immune response against HIV-1 and the role of innate immunity in control of disease progression. / Pendant l'infection virale, la production d'interférons (IFNs) joue un rôle critique dans le système immunitaire de l'hôte en augmentant l'expression de gènes qui contribuent à l'état antiviral. Un des gènes stimulés par l'IFN qui est le plus étudié est la protéine kinase activée par le double-brin ARN (PKR), qui a une fonction importante dans la réponse antivirale en empêchant l'initiation de la traduction par la phosphorylation de la sous-unité α du facteur eucaryote d'initiation de la traduction 2 (eIF2α). Plusieurs facteurs cellulaires et viraux contribuent à la régulation de PKR. Pendant la réplication du virus de l'immunodéficience humaine 1 (VIH-1), l'élément ARN TAR active la PKR alors que la protéine virale Tat et les protéines cellulaires adenosine deaminase agissant sur l'ARN (ADAR1) et protéine de liaison à l'ARN TAR (TRBP) inhibent la fonction de PKR. L'activateur de PKR (PACT) est l'activateur cellulaire de PKR le plus connu et agit en présence de stress cellulaire. Malgré le fait que l'IFN est efficace pour diminuer la réplication du VIH-1 en culture cellulaire, il est possible que la réponse IFN contribue aussi à une activation immunitaire persistante et à un déclin du nombre de cellules T CD4+, ce qui inhibe son efficacité in vivo. En étudiant le rôle de PACT pendant l'infection du VIH-1, nous avons trouvé une association accrue entre PACT et PKR au pic de l'infection. Nous avons aussi observé que pendant la réplication du VIH-1, PACT inhibe l'activation de PKR et augmente l'expression des protéines du VIH-1 et la production virale dans les cellules HEK 293T. En contrepartie, la diminution de l'expression de PACT par des ARNs interférants diminue la production du VIH-1 et l'expression des protéines virales. Nous avons constaté que la fonction de PACT change pendant la production du VIH-1. Cependant, il reste à déterminer par quel mécanisme PACT devient un inhibiteur de PKR. Une meilleure connaissance de la régulation de PKR par PACT contribuera à une compréhension plus complète de la réponse immunitaire innée contre le VIH-1 et au rôle de l'immunité innée dans le contrôle de la progression de la maladie.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.114607 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Shaw, Eileen |
| Contributors | Anne Gatignol (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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