成長逮捕形質細胞におけるウシパピローマウイルスDNA複製制御の喪失

ウシパピローマウイルス1型（BPV-1）ゲノムは、一定の複数のコピー数でBPV-1形質転換マウスC127細胞の核内のプラスミドとして複製され、ウイルスDNAの自然増幅はほとんど観察されません。ここでは、接触阻害C127細胞株内の変異体BPV-1プラスミドが、指数関数的に成長している細胞で安定したマルチコピープラスミドとして複製されたが、コンフルエントな細胞培養の高レベルに増幅されたと報告しています。in situハイブリダイゼーション分析により、変異体ウイルスDNA増幅のほとんどが培養内の細胞の軽微な亜集団で発生したことが明らかになりました。これらは、静止相培養で特異的に誘導された細胞型である非常に拡大した核を持つ巨大な非分化細胞で構成されていました。これらの観察結果は、ウイルスDNA複製因子の発現が細胞成長段階特異的であることを示しています。この仮説と一致して、特徴的な巨大細胞形成に関連する野生型BPV-1 DNAのかなりの増幅が、血清剥離によって達成された成長停止期間後の典型的な野生型ウイルス変換C127培養で観察されました。さらなる観察により、巨大細胞表現型の誘導はBPV-1遺伝子発現に依存しており、このプロセスでウイルス性E1複製因子を関係していることが示されました。さらに、巨大細胞集団内のウイルスゲノムコピー数の不均一性は、これらの細胞におけるDNA合成の誘導の複雑な調節を示唆しました。このプロセスは、成長逮捕細胞内の最大ウイルスDNA合成を確保するためにウイルスによって採用されたメカニズムを表しているようです。増殖および安静時の細胞におけるウイルス細胞制御回路の統合に関する基本的な質問について説明します。

The bovine papillomavirus type 1 (BPV-1) genome replicates as a plasmid within the nuclei of BPV-1-transformed murine C127 cells at a constant multiple copy number, and spontaneous amplification of the viral DNA is rarely observed. We report here that a mutant BPV-1 plasmid within a contact-inhibited C127 cell line replicated as a stable multicopy plasmid in exponentially growing cells but amplified to a high level in confluent cell culture. In situ hybridization analysis revealed that most of the mutant viral DNA amplification occurred in a minor subpopulation of cells within the culture. These consisted of giant nondividing cells with greatly enlarged nuclei, a cell form which was specifically induced in stationary-phase cultures. These observations indicated that expression of a viral DNA replication factor was cell growth stage specific. Consistent with this hypothesis, considerable amplification of wild-type BPV-1 DNA associated with characteristic giant cell formation was observed in typical wild-type virus-transformed C127 cultures following a period of growth arrest achieved by serum deprivation. Further observations indicated that induction of the giant-cell phenotype was dependent on BPV-1 gene expression and implicated a viral E1 replication factor in this process. Moreover, heterogeneity in virus genome copy numbers within the giant-cell population suggested a complex regulation of induction of DNA synthesis in these cells. It appears that this process represents a mechanism employed by the virus to ensure maximal viral DNA synthesis within a growth-arrested cell. Fundamental questions concerning the integration of the virus-cell control circuitry in proliferating and resting cells are discussed.