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 当前的抗HIV-1疗法可防止艾滋病的发展，但不能治愈感染。 HIV-1坚持长寿 记忆CD4+ T细胞作为转录静音病毒，在其中无法通过免疫系统检测到，并且 因此对消除的抵抗力。最近，我们报道了灵长类动物免疫缺陷病毒VPX和VPR 蛋白质通过降解人类沉默中心的三种蛋白质激活HIV-1病毒转录 （嘘）复合物。散装CD4+ T细胞中静ush复合物的破坏增加了HIV-1的转录 HIV-1传播感染的病毒病毒和动力学，表明静息综合体具有主导作用 在HIV-1 Provirus沉默中。尽管如此，对单个克隆的检查表明了响应的异质性 安静的破坏，与已知的沉默因子（例如setDB1）的不一致相关性。目标1将是 确定对HIV-1病毒的复杂沉默的要求。 CD4+ T细胞克隆集 轴承HIV-1预科病毒暴露了一系列hush响应能力将受到功能丧失 筛选以识别宿主的沉默因素，以区分不同的静息表型克隆。这样的因素 将独立表征对病毒转录和病毒染色质特征的影响。从 这些实验我们期望更好地了解如何招募嘘声并保持转录 沉默，HIV-1病毒。 AIM 2将检查CD4+ T细胞中Hush复合物的作用 转录和发展。静ush复合物的破坏激活某些细胞中的线1表达 线条提出有关静息复杂破坏可能后果的问题。全球转录和 染色质分析将在原代人CD4+ T细胞上进行，其中嵌入复合物成分为 破坏了。预计特定逆转座子的表达增加，但也会增加与免疫相关的基因 与HIV-1的相关性，以及可用于监测细胞中嵌入复杂活动的标记。检查 丢失的ATAC-SEQ峰内的转录因子基序将有助于鉴定募集的DNA结合蛋白 安静的综合体。舒适的综合体也将在脐带血人CD34+造血茎中破坏 细胞用于重建小鼠的免疫系统。这些实验会告诉我们是否嘘 复合物通常对于人类造血发育至关重要，或者对于CD4+ T细胞是必不可少的。目标3 将评估Hush综合体对体内HIV-1潜伏期的贡献。安静的综合体的效果 将使用从HIV-1+收获的CD4+ T细胞检查HIV-1病毒重新激活的灭活 抗HIV-1抑制疗法和人源化小鼠的个体。这些研究有望 提高对HIV-1转录调控的机械理解，帮助预测转录 给定病毒的状态，开发新方法，以破坏临床环境中的HIV-1病毒， 而且，更普遍地，增加对基因调节的基本理解。

项目成果

Vaccine Breakthrough Infection with the SARS-CoV-2 Delta or Omicron (BA.1) Variant Leads to Distinct Profiles of Neutralizing Antibody Responses.

• DOI: 10.1101/2022.03.02.22271731
• 发表时间: 2022-03-03
• 期刊: medRxiv : the preprint server for health sciences
• 作者: Seaman, Michael S;Siedner, Mark J;Lemieux, Jacob E
• 通讯作者: Lemieux, Jacob E

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.)

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

Consulting the Oracle of SARS-CoV-2 Infection.

• DOI: 10.1093/infdis/jiab623
• 发表时间: 2022-04-01
• 期刊: The Journal of infectious diseases
• 作者: Lemieux JE;Luban J
• 通讯作者: Luban J

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.