Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2622
Main Title: The inducible antiviral immune response of Drosophila melanogaster
Translated Title: Die induzierbare antivirale Immunantwort von Drosophila melanogaster
Author(s): Kemp, Cordula
Advisor(s): Lauster, Roland
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: In der vorliegenden Arbeit wurde Drosophila melanogaster als Modell ge- nutzt, um die angeborene Immunantwort gegen virale Infektionen zu studie- ren. Wir untersuchten mit Hilfe von genomweiten microarrays das Transkriptom von Fliegen, welche entweder mit dem Drosophila C Virus (DCV), dem Flock- house Virus (FHV) oder dem Sindbis Virus (SINV) infiziert waren. Infektion mit diesen drei positiv orientierten Einzelstrang RNS Viren führte zu einer starken transkriptionellen Antwort, welche deutlich virusspezifische Indukti- onsmuster zeigte. Um die biologische Signifikanz dieser beobachteten Muster zu studieren, testeten wir Mutanten verschiedener Signalwege, nämlich den Imd, den Toll und den Jak-STAT Signalweg, für Suszebtibiltät nach viraler Infektion. Wir führten eine Vergleichsstudie durch, in welcher wir ein Set von 5 verschiedenen RNS Viren benutzten. Das Set beinhaltete die positiv ori- entierten RNS Viren DCV, Cricket Paralysis Virus (CrPV), FHV und SINV und den negativ orientierten RNS Virus Vesicular Stomatis Virus (VSV). Die Dicistroviren DCV und CrPV formten eine spezielle Gruppe unter den getesteten Viren, da Mutanten für den Jak-STAT und den Toll Signalweg anfällig für DCV und CrPV Infektion waren. Mutanten starben früher als Wildtyp Fliegen und zeigten erhöhte virale Titer. Im Gegensatz dazu, sa- hen wir keinen Phänotyp, weder im Überleben noch in den viralen Titern nach Infektion mit FHV, SINV oder VSV. Der Imd Signalweg wurde nicht als eine bedeutende Komponente der antiviralen Immunantwort identifiziert. Trotzdem zeigten Mutanten dieses Signalweges eine Tendenz zu reduzierten viralen Titern nach Dicistrovirus Infektion. Wir zeigten weiterhin, dass re- lativ gesehen, der Jak-STAT Signalweg genauso bedeutend für die Abwehr gegen Dicistriviren ist wie RNS Interferenz. Diese Daten unterstreichen die Wichtigkeit der induzierbaren Antwort in Drosophila. Wir charakterisierten Chifoumi (cfm ) alias CG11501 als ein Beispiel für ein virusinduziertes Gen. Wir zeigten, dass cfm ein zirkulierendes Peptid ko- diert, welches nach viraler Infektion im Fettkörper exprimiert und in den He- molymph sekretiert wird. Mutanten für dieses Gen, zeigten reduzierte virale Titer und verlängertes Überleben nach Infektion mit DCV. Diese Ergebnisse legen Nahe, dass CFM möglicherweise ein wirtskodierter Faktor ist, welcher die virale Replikation in Drosophila fördert.
The work presented in this thesis used the fruit fly Drosophila melanogaster as a model system to study the inducible innate immune response against virus infection. We studied the transcriptome of flies infected with either Drosophila C virus (DCV), Flockhouse virus (FHV) or Sindbis virus (SINV) using genome-wide microarray analysis. Infection with these postive-sense single-stranded RNA viruses triggered a strong inducible response that showed evidence of virus- specific induction patterns. In order to study the biological significance of these gene inductions, we investigated susceptibility to viral infection of mu- tant flies for signaling pathways, such as the Imd, the Toll and the Jak-STAT pathway. We conducted a comparative analysis using a set of five distinct RNA viruses, that included the positive-sense RNA viruses DCV, Cricket paralysis virus (CrPV), FHV and SINV, and the negative-sense RNA virus Vesicular stomatis virus (VSV). We found that the Dicistroviruses DCV and CrPV formed a unique group among the viruses tested, as mutants of both, the Jak-STAT and the Toll pathway were susceptible to infection with DCV and CrPV. The observed susceptibility correlated with an increase in viral titers. No phenotype, neither in viral load nor in survival susceptibility was observed upon infection with FHV, SINV or VSV. We found no ma jor role for the Imd pathway in the antiviral defense, however, mutant flies of this pathway showed a trend towards a reduction in Dicistrovirus load. Further- more, we showed that the Jak-STAT pathway is as important for the defense against Dicistrovirus infection as RNA interference, highlighting the relative importance of the inducible response against this virus family. As an example for a virus-induced gene, we characterized Chifoumi (cfm ) alias CG11501 . We showed that cfm codes for a circulating peptide that is induced in the fat body upon viral infection and secreted in the hemolymph. cfm mutant flies showed decreased viral titers and prolonged survival upon infection with DCV, suggesting that CFM may function as a host-encoded factor that propagates viral replication in drosophila.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-27728
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2919
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2622
Exam Date: 30-Jul-2010
Issue Date: 3-Nov-2010
Date Available: 3-Nov-2010
DDC Class: 570 Biowissenschaften; Biologie
Subject(s): Angeborenes Immunsystem
Drosophila
Imd
Jak-STAT
Toll
Virus
Drosophila
Imd
Innate immunity
Jak-STAT
Toll
Virus
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