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Dekker, J., Belmont, AS, Guttman, M., Leshyk, VO, Lis, JT, Lomvardas, S., Mirny, LA, O'Shea, CC, Park, PJ, Ren, B., Politz, JCR, Shendure, J., Zhong, S. Berichtigung: Das 4D-Nukleomprojekt. (2017) Natur. DOI: 10.1038/natur24667

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Dekker, J., Belmont, AS, Guttman, M., Leshyk, VO, Lis, JT, Lomvardas, S., Mirny, LA, O'Shea, CC, Park, PJ, Ren, B., Politz, JCR, Shendure, J., Zhong, S., 4D Nucleome Network Das 4D-Nukleomprojekt. (2017) Natur. 549(7671):219-226. DOI: 10.1038/nature23884

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Ou, HD, Phan, S., Deerinck, TJ, Thor, A., Ellisman, MH, O'Shea, CC ChromEMT: Visualisierung der 3D-Chromatinstruktur und -verdichtung in Interphase- und Mitosezellen. (2017) Science. 357(6349). DOI: 10.1126/science.aag0025

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Tufail, Y., Cook, D., Fourgeaud, L., Powers, CJ, Merten, K., Clark, CL, Hoffman, E., Ngo, A., Sekiguchi, KJ, O'Shea, CC, Lemke, G., Nimmerjahn, A. Phosphatidylserin-Exposition kontrolliert virale angeborene Immunantworten durch Mikroglia. (2017) Neuron. 93(3):574-586.e8. DOI: 10.1016/j.neuron.2016.12.021

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Ou, HD, Deerinck, TJ, Bushong, E., Ellisman, MH, O'Shea, CC Visualisierung viraler Proteinstrukturen in Zellen mithilfe genetischer Sonden für korrelierte Licht- und Elektronenmikroskopie. (2015) Methoden. 90:39-48. DOI: 10.1016/j.ymeth.2015.06.002

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Bei Strukturstudien viraler Proteine werden meist hochauflösende Techniken wie Röntgenkristallographie, Kernspinresonanz, Einzelpartikel-Negativfärbung oder Kryo-Elektronenmikroskopie (EM) eingesetzt, um atomare Wechselwirkungen löslicher, homogener viraler Proteine oder viraler Proteinkomplexe aufzudecken . Sobald virale Proteine oder Komplexe von der zellulären Umgebung ihres Wirts getrennt werden, können ihre natürliche In-situ-Struktur und Details darüber, wie sie mit anderen zellulären Komponenten interagieren, verloren gehen. EM ist seit seiner Einführung in den späten 1940er Jahren und der anschließenden Anwendung auf Zellen in den 1950er Jahren ein unschätzbar wertvolles Werkzeug in der Virologie. EM-Studien haben unser Wissen über den Viruseintritt, die Virusreplikation, die Veränderung zellulärer Komponenten und die Viruslyse erweitert. Die meisten dieser frühen Studien konzentrierten sich auf auffällige morphologische Zellveränderungen, da klassische EM-Metallfärbungen darauf ausgelegt waren, Klassen von Zellstrukturen und nicht spezifische Molekülstrukturen hervorzuheben. Viel später wurde zur Identifizierung viraler Proteine, die spezifische Strukturkonfigurationen auf zellulärer Ebene induzieren, eine Immunfärbung mit einem primären Antikörper und anschließend ein sekundärer Antikörper mit kolloidalem Gold eingesetzt, um die Position spezifischer viraler Proteine zu markieren. Diese Technik kann aufgrund von Kompromissen, die erforderlich sind, um den Zugang zu den Immunreagenzien zu ermöglichen, zu Artefakten in der zellulären Ultrastruktur führen. Immunlokalisierungsmethoden erfordern außerdem die Erzeugung hochspezifischer Antikörper, die möglicherweise nicht für jedes virale Protein verfügbar sind. Hier diskutieren wir neue Methoden zur Visualisierung viraler Proteine und Strukturen mit hoher Auflösung in situ mithilfe der korrelierten Licht- und Elektronenmikroskopie (CLEM). Wir diskutieren die Verwendung genetisch kodierter Proteinfusionen, die Diaminobenzidin (DAB) zu einem osmiophilen Polymer oxidieren, das durch EM sichtbar gemacht werden kann. Detaillierte Protokolle für die Anwendung des genetisch kodierten photooxidierenden Proteins MiniSOG auf ein virales Protein, die Photooxidation des Fusionsproteins zur Erzielung einer DAB-Polymerfärbung und die Vorbereitung photooxidierter Proben für TEM und serielle Blockflächen-Scanning-EM (SBEM) für Außerdem werden groß angelegte EM-Datenerfassungen vorgestellt. Als Beispiel diskutieren wir die jüngste Multiskalenanalyse des adenoviralen Proteins E4-ORF3, die einen neuen Typ eines multifunktionalen Polymers aufdeckt, das mehrere zelluläre Proteine zerstört. Diese neue Fähigkeit, eindeutig spezifische virale Proteinstrukturen mit hoher Auflösung in der nativen Zellumgebung sichtbar zu machen, offenbart neue Erkenntnisse darüber, wie sie Wirtsproteine und -funktionen an sich reißen, um die pathologische Virusreplikation voranzutreiben.

Higginbotham, JM, O'Shea, CC Adenovirus E4-ORF3 zielt auf PIAS3 ab und gestaltet zusammen mit E1B-55K SUMO-Interaktionen im Zellkern und in den Replikationsdomänen des Virusgenoms um. (2015) Zeitschrift für Virologie. 89(20):10260-72. DOI: 10.1128/JVI.01091-15

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Adenovirus E4-ORF3 und E1B-55K arbeiten gemeinsam daran, kritische überlappende Zellwege zu untergraben, um die Virusreplikation zu erleichtern. Hier zeigen wir, dass E1B-55K und E4-ORF3 die Sumoylierung und den Zusammenbau von SUMO2/3-Replikationsdomänen des viralen Genoms induzieren. Mithilfe eines konjugationsdefizienten SUMO2-Konstrukts zeigen wir, dass SUMO2/3 durch nichtkovalente Wechselwirkungen in die Replikationsdomänen des E2A-Virusgenoms rekrutiert wird. E1B-55K und E4-ORF3 haben entscheidende Funktionen bei der Inaktivierung von MRN und ATM, um die Replikation des viralen Genoms zu erleichtern. Wir zeigen, dass ATM-Kinase-Inhibitoren die Replikation des viralen Genoms ΔE1B-55K/ΔE4-ORF3 retten und dass der Zusammenbau der E2A-Domänen SUMO2/3 unabhängig von E1B-55K und E4-ORF3 rekrutiert. Die Morphologie und Organisation der SUMO2/3-assoziierten E2A-Domänen unterscheidet sich jedoch deutlich von der in Wildtyp-Ad5-infizierten Zellen. Diese Daten zeigen, dass E1B-55K und E4-ORF3 die nukleare Kompartimentierung und Struktur von SUMO2/3-assoziierten E2A-Domänen spezifizieren, die wichtige Funktionen bei der Virusreplikation haben könnten. Wir zeigen, dass E4-ORF3 spezifisch auf die zelluläre E3-SUMO-Ligase PIAS3 abzielt und diese bindet, nicht jedoch auf PIAS1, PIAS2 oder PIAS4. Um PIAS4 anzugreifen, ist der Zusammenbau von E3-ORF3 zu einer multivalenten Kernmatrix erforderlich. Im Gegensatz zu MRN wird PIAS3 von E4-ORF3-Proteinen aus unterschiedlichen Adenovirus-Untergruppen angegriffen. Unsere Studien zeigen, dass PIAS3 ein neuartiges und evolutionär konserviertes Ziel von E4-ORF3 bei humanen Adenovirus-Infektionen ist. Darüber hinaus zeigen wir, dass virale Proteine SUMO2/3 nicht nur stören, sondern auch an sich reißen, um den Zellkern zu transformieren und neue genomische Domänen aufzubauen, die die pathologische Virusreplikation erleichtern könnten.

Shah, GA, O'Shea, CC Virale und zelluläre Genome aktivieren unterschiedliche DNA-Schadensreaktionen. (2015) Zelle 162(5):987-1002. DOI: 10.1016/j.cell.2015.07.058

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Heimbucher, T., Liu, Z., Bossard, C., McCloskey, R., Carrano, AC, Riedel, CG, Tanasa, B., Klammt, C., Fonslow, BR, Riera, CE, Lillemeier, BF, Kemphues, K., Yates, JR, O'Shea, CC, Hunter, T., Dillin, A. Die Deubiquitylase MATH-33 steuert die Stabilität und Funktion von DAF-16 im Stoffwechsel und in der Langlebigkeit. (2015) Zellstoffwechsel 22(1):151-63. DOI: 10.1016/j.cmet.2015.06.002

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Miyake-Stoner, SJ, O'Shea, CC Der Stoffwechsel geht viral. (2014) Zellstoffwechsel 19(4):549-50. DOI: 10.1016/j.cmet.2014.03.022

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Ou, HD, Kwiatkowski, W., Deerinck, TJ, Noske, A., Blain, KY, Land, HS, Soria, C., Powers, CJ, May, AP, Shu, X., Tsien, RY, Fitzpatrick, JA, Long, JA, Ellisman, MH, Choe, S., O'Shea, CC Eine strukturelle Grundlage für den Aufbau und die Funktionen eines viralen Polymers, das mehrere Tumorsuppressoren inaktiviert. (2012) Zelle 151(2):304-19. DOI: 10.1016/j.cell.2012.08.035

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Ou, HD, Mai, AP, O'Shea, CC Die kritischen Proteininteraktionen und -strukturen, die eine Deregulierung des Wachstums bei Krebs und die Virusreplikation hervorrufen. (2011) Wiley Interdisziplinäre Rezensionen. Systembiologie und Medizin. 3(1):48-73. DOI: 10.1002/wsbm.88

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Eine der größten Herausforderungen in der Biomedizin besteht darin, die kritischen Ziele und Netzwerkinteraktionen zu definieren, die untergraben werden, um eine Deregulierung des Wachstums in menschlichen Zellen hervorzurufen. Um rationale Behandlungen für Krebs zu verstehen und zu entwickeln, ist eine Definition der wichtigsten molekularen Ziele und ihrer Interaktion erforderlich, um den komplexen Phänotyp der Wachstumsderegulierung hervorzurufen. Virale Proteine liefern anspruchsvolle und leistungsstarke Sonden, um zu verstehen, wie Zellen funktionieren und wie sie mit einer minimalen Anzahl von Komponenten manipuliert werden können. Die kleinen DNA-Viren haben sich entwickelt, um inhärente Schwachstellen in zellulären Proteininteraktionsnetzwerken auszunutzen und die zelluläre DNA- und Proteinreplikationsmaschinerie zu kapern. Im Kampf darum, der Unvermeidlichkeit der Seneszenz und des programmierten Zelltods zu entkommen, haben sich Krebserkrankungen auf ähnliche Mechanismen geeinigt, und zwar durch den Erwerb und die Selektion somatischer Mutationen, die die unkontrollierte Zellreplikation in Tumoren vorantreiben. Das Verständnis der dynamischen Mechanismen, durch die eine minimale Anzahl viraler Proteine Wirtszellen zu einer außerplanmäßigen und pathologischen Replikation anregt, ist eine wirksame Strategie zur Identifizierung kritischer Ziele, die auch bei Krebs gestört werden. Viren können daher als Werkzeuge zur Untersuchung der systemweiten Protein-Protein-Wechselwirkungen und -Strukturen eingesetzt werden, die die Deregulierung des Wachstums in menschlichen Zellen vorantreiben. Letztendlich kann dies einen Weg für die Entwicklung systemkontextabhängiger Therapeutika bieten. In diesem Aufsatz werden laufende experimentelle Ansätze beschrieben, bei denen Viren zur Untersuchung deregulierter Signalwege bei Krebs eingesetzt werden, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf viralen zellulären Protein-Protein-Wechselwirkungen und -Strukturen liegt.

Espantman, KC, O'Shea, CC Neue Spieler betreten den RING, um die Ubiquitylierung zu fördern. (2010) Molekulare Zelle. 39(6):835-7. DOI: 10.1016/j.molcel.2010.09.006

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Soria, C., Estermann, FE, Espantman, KC, O'Shea, CC Heterochromatin-Stummschaltung von p53-Zielgenen durch ein kleines virales Protein. (2010) Natur. 466(7310):1076-81. DOI: 10.1038/nature09307

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Iacovides, DC, OShea, CC, Oses-Prieto, J., Burlingame, A., McCormick, F. Entscheidende Rolle für die Argininmethylierung in Adenovirus-infizierten Zellen. (2007) Zeitschrift für Virologie. 81(23):13209-17. DOI: 10.1128/JVI.01415-06

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Ringshausen, I., O'Shea, CC, Finch, AJ, Swigart, LB, Evan, GI Mdm2 ist entscheidend und kontinuierlich erforderlich, um die tödliche p53-Aktivität in vivo zu unterdrücken. (2006) Krebszelle. 10(6):501-14. DOI: 10.1016/j.ccr.2006.10.010

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O'Shea, CC Viren – das Tumorprogramm suchen und zerstören. (2005) Onkogen. 24(52):7640-55. DOI: 10.1038/sj.onc.1209047

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O'Shea, CC Viren: Werkzeuge zur Entdeckung von Tumorzielen und Wirkstoffe für onkolytische Therapien – eine Einführung. (2005) Onkogen. 24(52):7636-9. DOI: 10.1038/sj.onc.1209035

O'Shea, CC, Soria, C., Bagus, B., McCormick, F. Hitzeschock-Phänokopien verzögern die Funktion von E1B-55K und sensibilisieren refraktäre Tumorzellen selektiv für die onkolytische Virustherapie ONYX-015. (2005) Krebszelle. 8(1):61-74. DOI: 10.1016/j.ccr.2005.06.009

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O'Shea, CC, Choi, S., McCormick, F., Stokoe, D. Adenovirus überschreibt zelluläre Kontrollpunkte für die Proteintranslation. (2005) Zellzyklus. 4(7):883-8. DOI: 10.4161/cc.4.7.1791

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O'Shea, C., Klupsch, K., Choi, S., Bagus, B., Soria, C., Shen, J., McCormick, F., Stokoe, D. Adenovirale Proteine ahmen Nährstoff-/Wachstumssignale nach, um den mTOR-Weg für die Virusreplikation zu aktivieren. (2005) EMBO-Journal. 24(6):1211-21. DOI: 10.1038/sj.emboj.7600597

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O'Shea, CC, Fried, M. Modulation des ARF-p53-Signalwegs durch die kleinen DNA-Tumorviren. (2005) Zellzyklus. 4(3):449-52. DOI: 10.4161/cc.4.3.1555

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O'Shea, CC DNA-Tumorviren – die Spione, die uns lysieren. (2005) Aktuelle Meinung in Genetik und Entwicklung. 15(1):18-26. DOI: 10.1016/j.gde.2004.12.010

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O'Shea, CC, Johnson, L., Bagus, B., Choi, S., Nicholas, C., Shen, A., Boyle, L., Pandey, K., Soria, C., Kunich, J., Shen, Y. , Habets, G., Ginzinger, D., McCormick, F. Der späte virale RNA-Export und nicht die p53-Inaktivierung bestimmt die ONYX-015-Tumorselektivität. (2004) Krebszelle. 6(6):611-23. DOI: 10.1016/j.ccr.2004.11.012

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O'Shea, CC, Crompton, T., Rosewell, IR, Hayday, AC, Owen, MJ Raf reguliert die positive Selektion. (1996) Europäisches Journal für Immunologie. 26(10):2350-5. DOI: 10.1002/eji.1830261012

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Clodagh O'Shea, PhD

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