The transactivating response element (TAR) structure of the nascent HIV-1 transcript is critically involved in the recruitment of inactive positive transcription elongation factor b (P-TEFb) to the promoter proximal paused RNA polymerase II. The viral transactivator Tat is responsible for subsequent P-TEFb activation in order to start efficient viral transcription elongation. In the absence of the viral transactivator of transcription (Tat), e.g., during latency or in early stages of HIV transcription, TAR mediates an interaction of P-TEFb with its inhibitor hexamethylene bis-acetamide-inducible protein 1 (HEXIM1), keeping P-TEFb in its inactive form. In this study, we address the function of HIV-1 TAR in the absence of Tat by analyzing consequences of HIV-1 TAR overexpression on host cellular gene expression. An RNA chimera consisting of Epstein-Barr virus-expressed RNA 2 (EBER2) and HIV-1 TAR was developed to assure robust overexpression of TAR in HEK293 cells. The overexpression results in differential expression of more than 800 human genes. A significant proportion of these genes is involved in the suppression of cellular immune responses, including a significant set of 7SK-responsive P-TEFb target genes. Our findings identify a novel role for HIV-1 TAR in the absence of Tat, involving the interference with host cellular immune responses by targeting 7SK RNA-mediated gene expression and P-TEFb inactivation.
人类免疫缺陷病毒1(Human Immunodeficiency Virus 1, HIV-1)的新生转录本上存在着反式激活效应元件(transactivating response element, TAR)。这些结构元件在将失活的正性转录延伸因子b(positive transcription elongation factor b, P-TEFb)招募到停顿在启动子近端的RNA聚合酶II的过程中起着关键性作用。随后,病毒的反式激活因子Tat (Transactivator, Tat)激活P-TEFb激活,有效地启动病毒转录延伸。法国巴黎第六大学的Arndt G. Benecke博士等利用EBV病毒表达的RNA2(EBER2)和HIV-1 TAR组合的RNA嵌合体来确保TAR在HEK293细胞中过表达,通过分析TAR过表达对宿主细胞基因表达的影响来探究HIV-1 TAR在缺乏Tat时的功能。通过实验验证,他们识别了HIV-1 TAR在缺乏Tat时的一个新角色——即通过靶向7SK RNA调控的基因表达和P-TEFb失活来干涉宿主细胞免疫反应。
Die TAR-Struktur des entstehenden HIV-1 Transkripts ist wesentlich daran beteiligt, inaktiven P-TEFb zu der Promoter-nah pausierenden RNA Polymerase II zu rekrutieren. Der virale Transaktivator Tat ist anschließend dafür verantwortlich, dass P-TEFb aktiviert wird und die effiziente virale Transkription initiieren kann. In der Abwesenheit von Tat, wie es zum Beispiel während der viralen Latenz oder in frühen Phasen der HIV Transkription der Fall ist, vermittelt TAR die Interaktion von P-TEFb mit seinem Inhibitor HEXIM1, was dazu führt, dass P-TEFb inaktiv bleibt. In der vorliegenden Studie untersuchen wir die Funktion von HIV-1 TAR in der Abwesenheit von Tat anhand der Analyse von zellulären Genexpressionsänderungen, welche durch eine HIV-1 TAR Überexpression hervorgerufen werden. Dazu haben wir eine RNA-Chimäre hergestellt, welche aus der EBER2 RNA des Epstein Barr Virus und der HIV-1 TAR RNA besteht und somit robust exprimiert wird. In HEK293 Zellen führt eine solche TAR Überexpression zu einer Änderung der Expression von über 800 humanen Genen, von denen ein erheblicher Anteil an der Unterdrückung der zellulären Immunantwort beteiligt ist, darunter auch eine Reihe von 7SK-regulierten P-TEFb Zielgenen. Unsere Ergebnisse zeigen eine neue Rolle von HIV-1 TAR in der Abwesenheit von Tat, in der TAR über die Veränderung der 7SK-vermittelten Genexpression und die Inaktivierung von P-TEFb in die zelluläre Immunantwort des Wirts eingreift.