Anzeige
Like all retroviruses, the AIDS virus (HIV) integrates its DNA into the genome of the infected cell. As integration sites, HIV usually prefers active genes that are transcribed frequently. This is advantageous for the virus, because this is where it finds large amounts of enzymes which are responsible for transcription. The virus abuses this cellular equipment for its own replication.
At DKFZ, Associate Professor (PD) Dr. Stephanie Laufs and Dr. Frank Giordano are trying to find out whether AIDS viruses can be used as gene delivery vehicles in gene therapy. Therefore, it is crucial for them to know where exactly HIV integrates into the genetic material of the host cell. This is a critical step in gene therapy, because depending on the position, this process can result in permanent activation of oncogenes or other damage. Therefore, the researchers took a very close look by starting an analysis of more than 46,000 known integration sites of HIV-based gene delivery vehicles that were determined in various gene therapy studies or are available in gene databases.
Up to now, researchers have been convinced that both HIV and HIV gene delivery vehicles have a particular preference for sites where gene transcription starts. At these sites there is an abundance of those enzymes which the viruses need. However, the database analysis produced an entirely different picture. While many HIV do really integrate close to transcription start sites, the investigators found hardly any such start points in the closest, immediate vicinity of the HIV integration sites, i.e. only 1,000 DNA building blocks "to the left" and "to the right" of them.
"For the first time we have very precisely defined areas in the human genome where HIV hardly ever integrates," Giordano explains. The scientists are electrified by the result, because there must be a reason why HIV evades these sites. "We assume that there is a particular mechanism at work which blocks the way for the virus," says Giordano. "On the other hand, it is also possible that some factor that HIV needs for its integration is missing at these sites." The researchers even know already that this access barrier cannot be an unspecific one: "Other retroviruses even prefer to insert their genetic material exactly at the transcription start sites," Laufs explains. "Therefore, we assume that the mechanism protecting the transcription start sites of active genes from HIV genome integration very specifically prevents HIV integration." For example, this mechanism might block the work of an enzyme called integrase, which is responsible for integrating the viral DNA into the DNA of the infected cell.
This enzyme is currently in the focus of the search for an improved AIDS therapy. The highly active treatment available today attacks the virus from several different angles using different drugs: Reverse transcriptase inhibitors prevent the viral genome from being copied. Protease inhibitors block the maturation of new viral proteins. Scientists agree, however, that the best way of fighting the severe immune deficiency is to prevent integration of the viral genetic material into the DNA of the host cells. Substances preventing this, called integrase inhibitors, have been used in recent years, but the viruses have already started evading their effect through mutations. Therefore, virologists are urgently searching for new approaches to blocking this key enzyme of the virus. The mechanism that prevents HIV from integrating at the transcription start site might be a molecular model for developing such substances.
A picture is available at:
http://www.dkfz.de/de/presse/pressemitteilungen/2009/images/HIV.jpg
Credit: Professor Dr. Hanswalter Zentgraf, German Cancer Research Center
Legend: HIV particles at a cellular membrane
Frank A. Giordano, Jens-Uwe Appelt, Manuela Zucknick, Mohammed Abba, W. Jens Zeller, Stefan Fruehauf, Heike Allgayer and Stephanie Laufs: Cold spots in hot spots: transcription start sites of active genes are spared from HIV vector integration. AIDS 2009, DOI: 10.1097/QAD.0b013e3283336432
Dr. Sibylle Kohlstaedt | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.dkfz.de
Weitere Berichte zu: Aids > AIDS drugs > AIDS virus > Cancer > DNA > gene therapy > genetic material > HIV > human genetic material > immune deficiency > Retrovirus > viral proteins
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung
How the zebra got its stripes
09.02.2012 | The Company of Biologists
Erstmals gezeigt, dass Atomkerne transparent werden
Einem Team von DESY-Wissenschaftlern um Dr. Ralf Röhlsberger gelang es an der hochbrillanten Synchrotronlichtquelle PETRA III, Atomkerne mit Hilfe von Röntgenlicht transparent zu machen. Sie entdeckten dabei gleichzeitig ein neues Prinzip, um einen optisch gesteuerten Schalter für Licht herzustellen, also Licht mit Licht zu beeinflussen, ein wichtiger Baustein auf dem ...
Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst
Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...
Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.
Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.
Das System ...
Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.
Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.
Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...
Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.
Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...
Anzeige
Anzeige

Kaltwasserkorallen als Anpassungskünstler?
09.02.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz
Wandel der Hochschulbildung in Deutschland und Professionalisierung
09.02.2012 | Studien Analysen
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Biowissenschaften Chemie
7. Mannheimer Arbeitsrechtstag am 14. März mit Experten aus Theorie und Praxis
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
International Forum on Terahertz Spectroscopy and Imaging
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Teams aus neun Ländern treffen sich an der Leibniz Universität zum 6th Hanover PreMoot
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten