カポシの肉腫関連ヘルペスウイルス末端繰り返しは、誘導性溶解遺伝子プロモーターを調節する

カポシの肉腫関連ヘルペスウイルス（KSHV）ゲノムは、0.8 kb末端繰り返し（TR）シーケンスの30〜40コピーが隣接する約140 kbのユニークなコーディング領域で構成されています。遺伝子エンハンサーは、転写因子結合部位の配列を持つことにより、転写関連酵素を補充します。ここでは、KSHV Trが潜在性関連核抗原（LANA）を備えた転写調節機能を持っていることを示します。ターゲットの下での切断とヌクレアーゼを使用した放出は、TR断片が天然感染細胞のヒストン変化酵素を吸収することによって占有されていることを実証しました。TRは、ヒストンH3K27アセチル化（H3K27AC）およびH3K4トリメチル化（H3K4ME3）修飾で濃縮され、新生RNAを発現しました。H3K27ACおよびH3K4ME3の修飾の部位は、天然に感染した原発性滲出液リンパ腫細胞の中でKSHVユニークな領域でも保存されていました。溶解複製（ORI-Lyt）のKSHV起源は、TRの類似のタンパク質およびヒストン修飾の占有率を示しました。ORI-Lyt領域では、LANAおよびLANA相互作用タンパク質は、H3K27AC修飾ヌクレオソームと同様に、一時停止されたRNAポリメラーゼIIと共局在しました。KSHVトランクテキス装置KSHV複製および転写活性化因子（K-RTA）リクルートメントサイトは、ラナに結合したヌクレオソームを率い、ラナに結合したヌクレオソームを回復しました。レポータープラスミドのTRフラグメントを含む、方向から独立した誘導性ウイルス遺伝子プロモーター活性を強化しました。レポータープラスミドのTRの存在下では、K-RTAトランス活性化が大幅に増加し、ラナはプロモーター抑制機能を獲得しました。したがって、KSHV TRは、KSHV誘導性遺伝子のエンハンサーとして機能します。ただし、複数の転写因子に結合した細胞エンハンサーとは対照的に、おそらくKSHVエンハンサーは主にラナ核体によって調節されます。インマポンセンハンサーは、微分遺伝子発現プログラムの重要な調節因子です。エンハンサーは、標的遺伝子の時空間的および定量的発現を決定するシス調節配列です。ここでは、カポシの肉腫関連ヘルペスウイルス（KSHV）末端がKSHV誘導性遺伝子プロモーターのエンハンサー定義を満たすことを示しています。KSHVエンハンサーは、潜時関連核抗原（LANA）とCHD4などの相互作用するタンパク質によって占有されています。隣接する末端繰り返し（TR）溶解遺伝子プロモーターへの断片は、KSHVの複製と転写活性化因子およびLANA転写調節機能を大幅に強化しました。したがって、この研究では、KSHV遺伝子プロモーターへのTRアクセシビリティがウイルス誘導性遺伝子発現を調節する新しい潜伏期スイッチモデルを提案しています。

The Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus (KSHV) genome consists of an approximately 140-kb unique coding region flanked by 30-40 copies of a 0.8-kb terminal repeat (TR) sequence. A gene enhancer recruits transcription-related enzymes by having arrays of transcription factor binding sites. Here, we show that KSHV TR possesses transcription regulatory function with latency-associated nuclear antigen (LANA). Cleavage under targets and release using nuclease demonstrated that TR fragments were occupied by LANA-interacting histone-modifying enzymes in naturally infected cells. The TR was enriched with histone H3K27 acetylation (H3K27Ac) and H3K4 tri-methylation (H3K4me3) modifications and also expressed nascent RNAs. The sites of H3K27Ac and H3K4me3 modifications were also conserved in the KSHV unique region among naturally infected primary effusion lymphoma cells. KSHV origin of lytic replication (Ori-Lyt) showed similar protein and histone modification occupancies with that of TR. In the Ori-Lyt region, the LANA and LANA-interacting proteins colocalized with an H3K27Ac-modified nucleosome along with paused RNA polymerase II. The KSHV transactivator KSHV replication and transcription activator (K-Rta) recruitment sites franked the LANA-bound nucleosome, and reactivation evicted the LANA-bound nucleosome. Including TR fragments in reporter plasmid enhanced inducible viral gene promoter activities independent of the orientations. In the presence of TR in reporter plasmids, K-Rta transactivation was drastically increased, while LANA acquired the promoter repression function. KSHV TR, therefore, functions as an enhancer for KSHV inducible genes. However, in contrast to cellular enhancers bound by multiple transcription factors, perhaps the KSHV enhancer is predominantly regulated by the LANA nuclear body.IMPORTANCEEnhancers are a crucial regulator of differential gene expression programs. Enhancers are the cis-regulatory sequences determining target genes' spatiotemporal and quantitative expression. Here, we show that Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus (KSHV) terminal repeats fulfill the enhancer definition for KSHV inducible gene promoters. The KSHV enhancer is occupied by latency-associated nuclear antigen (LANA) and its interacting proteins, such as CHD4. Neighboring terminal repeat (TR) fragments to lytic gene promoters drastically enhanced KSHV replication and transcription activator and LANA transcription regulatory functions. This study, thus, proposes a new latency-lytic switch model in which TR accessibility to the KSHV gene promoters regulates viral inducible gene expression.