Bakgrunn
HIV forårsaker en kronisk infeksjon som til slutt kan føre til ervervet immunsviktsyndrom (AIDS). Innføringen av effektiv antiretroviral behandling (ART) har gjort at prognosen for HIV-infeksjon er god. Men, HIV har stor genetisk variasjon og det er høy risiko for utvikling av resistens mot antivirale medikamenter. Det foregår også en kontinuerlig en lavgradig virusreplikasjon og en persisterende immunaktivering. Til tross for effektiv behandling, ligger HIV latent i ulike reservoarer som er utilgjengelige for både immunsystemet og for medikamenter som brukes i behandlingen. Nye behandlingsstrategier har derfor til formål å fjerne dette reservoaret med infiserte celler. For å kunne klare dette, må vi få en dypere forståelse av mekanismene som regulerer HIV-infeksjon. Epigenetisk regulering av både viruset og vertcellen er viktig for både opprettholdelse av latens og reaktivering. På en liknende måte som proteiner og DNA, foregår det en dynamisk regulering av molekyler som koder for proteiner (mRNA) vha reversible kjemiske modifiseringer. Nylig har det blitt vist at visse enzymer metylerer og demetylerer mRNA i bestemte posisjoner. Disse dynamiske prosessene påvirker mRNA metabolisme, funksjon og lokalisering.
Problemstilling
Vi har spennende preliminære data som forslår at HIV har utviklet måter å kontrollere de reversible mRNA modifikasjonsprosessene. I in vitro studier og analyser av pasientmateriale ser vi en økning av metyleringen i mRNA fra celler infisert med HIV. I tillegg er RNA-genomet isolert fra HIV-virioner fra pasienter metylert. Vår hovedhypotese er at metylering av HIV og mRNA fra infiserte vertsceller spiller en nøkkelrolle for å fremme HIV-replikasjon. For å undersøke dette vil vi utføre følgene delprosjekter:
- Analysere nivåer av RNA-metylering i HIV-pasientprøver sammenliknet med kontroller
- Kartlegge metyleringssteder i HIV- og vertcellemetylom
- Undersøke hvordan HIV-infeksjonen påvirkes når metylmodifikasjonene fjernes eller settes på
- Sammenlikne metylering i mRNA i pasienter med lavt versus normalt nivå i hjelpeceller (CD4+ tall) ved ART behandling
Mål og metode
- Analysere metyleringsnivåene i viralt HIV-RNA og mRNA isolert fra kliniske prøver fra kontroller og pasienter før og under forskjellige stadier av behandling vha massespektrometri
- Kartlegge metylomene fra HIV-pasientprøver vha immunpresipitering og RNA-sekvensering
- Undersøke effekten av RNA metyleringsnivåer i HIV og vertsceller når respektive demetylaser og metyltransferaser er borte vha siRNA-teknologi
- Undersøke mRNA metyleringsstatus hos HIV-infiserte pasienter med lavt versus normalt nivå i CD4+ ved ART behandling
Studentens arbeidsoppgaver
Dyrke og infisere humane celler med modifisert HIV (kan ikke replikere)
Ekstrahere viralt- og vertcellegenom fra pasientprøver
Fjerne demetylaser og metyltransferaser vha siRNA
Måle HIV-replikasjon vha luciferaseassays, flow cytometri, qPCR og western blotting
Følge opp nye funn, være med på å planlegge og utføre nye eksperimenter
Studentens arbeidsoppgaver
Om forskningsmiljøet
Virologisk forskningsgruppe består av syv leger, to forskere, tre ph.d.-kandidater og fem ingeniører som blant annet forsker på HIV og CMV og holder til på Ullevål Sykehus og Rikshospitalet/Sintef. Dette prosjektet vil i hovedsak gjennomføres på Rikshopitalet/Sintef. Mari Kaarbø, som leder forskningsgruppen, vil være hovedveilder på prosjektet. Mari Kaarbø har jobbet som forsker siden 2005 og har tidligere vært medveielder for en ph.d.-kandidat og en forskerlinjestudent og hovedveileder for fem masterstudener en rekke Erasmus + studenter. Virologisk forskningsgruppe er en del av et stort og faglig bredt forskningsmiljø på Avdeling for Mikrobiologi, som består av over 70 forskere og har et godt faglig og sosialt miljø. Vi har et nært samarbeid med klinikere på OUS som gir en unik mulighet for translasjonsforskning.