Alcuni possibili meccanismi di regolazione dell'espressione genica di citomegalovirus umano in un modello di infezione latente in vitro

Abstract

I monociti THP-1 possono essere infettati latentemente con lo stipite Towne di citomegalovirus umano (HCMV); tali cellule diventano permissive all’infezione litica da HCMV dopo induzione del differenziamento cellulare. Questo duplice modello di infezione è stato impiegato per studiare il possibile ruolo di meccanismi di regolazione epigenetica, quali modificazioni istoniche e metilazione del DNA, nella modulazione dell’espressione genica di HCMV. Lo studio della metilazione della regione “enhancer” dei geni virali IE non ha dato risultati conclusivi; d’altra parte, mediante un protocollo di immunoprecipitazione della cromatina è stata dimostrata un’associazione prevalente dei geni virali alle forme acetilata o dimetilata in lisina (K) 9 dell’istone H3 nei modelli di infezione litica e latente, rispettivamente. Per quanto attiene all’“enhancer” virale, esso è predominantemente associato ad H3 acetilato in K9 nel modello litico, mentre in corso di infezione latente è stata osservata una condizione intermedia, ossia assenza di significativa associazione ad H3 acetilato o dimetilato. È plausibile supporre che gli stessi tipi di modificazioni istoniche siano utilizzati per marcare i geni attivi o repressi nell’ambito sia della cromatina cellulare, sia del genoma virale. L’analisi della compartimentalizzazione dei trascritti di latenza ha permesso di evidenziare una prevalenza di RNA antisenso nei nuclei di THP-1 infettate latentemente.

THP-1 monocytes can be latently infected by human cytomegalovirus (HCMV) Towne strain and switched to a lytic cycle upon differentiation. We used this dual cellular model to gain insights into the role of epigenetic mechanisms, like histone modifications and DNA methylation in the control of HCMV gene expression. While no final results were obtained in the study of viral IE genes enhancer methylation, by using a chromatin immunoprecipitation protocol we were able to demonstrate that HCMV genes were associated preferentially with acetylated histone H3 (K9 position) in lytically infected cells and with dimethylated K9-H3 during latency. As to HCMV enhancer, the association with acetylated K9-H3 largely prevailed in lytically infected THP-1 cells; conversely, a quite intermediate situation was observed during latent infection, in that the above region was associated with neither acetylated, nor dimethylated H3. Taken together, these data suggest that, similarly to cellular chromatin, K9 methylation of H3 is involved in HCMV gene repression, while association with acetylated histones is likely to be necessary for active transcription. The presence and sub-cellular compartmentalization of latency transcripts was also tested in this experimental model, and the presence of an anti-sense RNA was predominantly observed in nuclei of latently infected THP-1 cells.