Deze virale overname omvat, vaak, de productie van een viraal eiwit genaamd viroporine dat werkt als een ionkanaal dat cellulaire calciumsignalering omleidt om virale functies te dienen. Medisch belangrijke gastro-intestinale virussen, zoals rotavirus, calcium nodig hebben voor replicatie en viroporines gebruiken om controle te krijgen over cellulaire calciumsignalering, maar er is niet onderzocht of andere virussen die ook ernstige maag-darmproblemen veroorzaken bij mens en dier, zoals het norovirus, hetzelfde doen.
Viroporines nemen het over?
Afgestudeerde student Alicia Strtak in het Graduate Program in Integrative Molecular and Biomedical Sciences aan het Baylor College of Medicine, nam het project op zich om te onderzoeken of het Tulane-virus, een calicivirus dat biologisch vergelijkbaar is met menselijke norovirussen, calcium nodig voor de replicatie ervan. Als, hoe neemt het de cellulaire calciumsignalering over?
Menselijke norovirussen zijn de belangrijkste oorzaak van acute gastro-enteritis, een potentieel levensbedreigende ziekte in elke leeftijdsgroep. Er is grote belangstelling voor het ontwikkelen van effectieve therapieën, maar veel aspecten van hoe calicivirus, inclusief norovirus, ziekte veroorzaken zijn nog niet duidelijk gemaakt.
Afgestudeerde student Alicia Strtak aan het Baylor College of Medicine
Het bestuderen van norovirus is een behoorlijke uitdaging geweest voor onderzoekers en, hoewel er veel vooruitgang is geboekt om het met succes in het laboratorium te kweken met behulp van menselijke darmenteroïde culturen, er is nog veel te winnen bij het bestuderen van andere calicivirussen, zoals het Tulane-virus, die nauw verwant zijn aan het norovirus en gemakkelijker te bestuderen zijn in het laboratorium.
Tijdens dit project, Strtak werkte in het laboratorium van Dr. Joseph Hyser, universitair docent moleculaire virologie µbiologie bij Baylor, en gebruikte het Tulane-virus als een modelsysteem voor norovirus.
"We denken dat het Tulane-virus eigenschappen heeft die het een goede kandidaat maken voor een model van humaan norovirus. Deze virussen delen biologische en genetische kenmerken, bijvoorbeeld, beide organiseren hun genomen op dezelfde manier, hetzelfde type cellen infecteren (darmepitheel) en een ziekte veroorzaken die zich op een vergelijkbare manier presenteert, "Zei Strtak. "Bovendien, Het Tulane-virus kan in het laboratorium worden gekweekt in systemen die het onderzoek naar de paden die het tijdens infectie overneemt, vergemakkelijken."
Vereisten voor replicatie
Strtak, Hyser en hun collega's combineerden celkweek, biochemie en calciumbeeldvormingstechnieken om de volgende vraag te beantwoorden, wat zijn de belangrijkste factoren die het Tulane-virus nodig heeft om robuuste en efficiënte replicatie te bereiken? Om de vraag te beantwoorden, ze concentreerden zich op hoe het Tulane-virus de calciumsignalering van de gastheer tijdens infectie hervormde.
"Eerst, we ontdekten dat het Tulane-virus intracellulair calcium nodig heeft om te repliceren. Zonder het, het virus repliceert slecht, " zei Strtak. "We ontdekten ook dat het calcium afkomstig was van cellulaire opslag in het endoplasmatisch reticulum en, om toegang te krijgen tot deze bron van calcium, Het Tulane-virus leek zijn eiwit NS1-2 te gebruiken."
De onderzoekers vonden bewijs dat het NS1-2-eiwit van het Tulane-virus werkte als een viroporine, een ionkanaal dat de cellulaire calciumsignalering verstoorde door de stroom van het endoplasmatisch reticulum te activeren, waar het werd opgeslagen, naar het cytoplasma waar de virale replicatie plaatsvond.
Tulane-virusbevindingen wijzen op norovirusreplicatie
Op zoek om te bepalen of norovirus een vergelijkbare strategie zou kunnen gebruiken om epitheelcellen te infecteren, Strtak en haar collega's vergeleken Tulane-virus NS1-2-eiwit en het menselijke norovirus-eiwit in hun vermogen om calciumsignalering te verstoren. Ze ontdekten dat norovirus NS1-2-eiwit veranderingen in cellulaire calciumsignalering induceerde die vergelijkbaar waren met die veroorzaakt door Tulane-virus NS1-2-eiwit.
"Dit is het eerste stuk functioneel bewijs dat suggereert dat de functie die we hebben geïdentificeerd in het Tulane-virus ook kan bestaan in het menselijke norovirus, ', zei Strotak.
"Virale ionkanalen zijn erg moeilijk te identificeren. Het werk van Strtak laat zien dat met een beetje innovatie, vindingrijkheid en bereidheid om buiten het klinisch relevante systeem te verkennen, het is mogelijk om een geschikt experimenteel model te vinden waarmee onderzoekers de initiële brede karakterisering kunnen bereiken en relevante informatie kunnen vinden over complexe biologische systemen. We hopen dat de informatie die we hier hebben gevonden ook andere onderzoekers helpt die andere aspecten van virale infectie bestuderen, " zei Hyser, een lid van het Alkek Center for Metagenomics and Microbiome Research en het Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center in Baylor.
Leer alle details van dit werk in het tijdschrift mSphere .
Microplastic voor het eerst ontdekt in menselijk afval
Fecale transplantatie van bepaalde donoren beter dan andere
Penismicrobioom is reservoir voor bacteriële vaginose-geassocieerde bacteriën
Langdurig gebruik van antibiotica bij prematuren bevordert resistente darmbacteriën
Wordt het coronavirus verspreid via de ontlasting?
Wetenschappers ontwikkelen een aanpak om te vaccineren tegen darmontsteking
Wat is een ERCP?
Als we een mogelijk probleem met de galblaas vermoeden, gal systeem, alvleesklier, of lever, we kunnen een endoscopische retrograde cholangiopancreatografie (ERCP) bestellen. Een ERCP onderzoekt waar
Dieet met weinig gefermenteerde koolhydraten verbetert de kwaliteit van leven van patiënten met IBD
Een nieuwe studie door onderzoekers van Kings College London heeft aangetoond dat een dieet met weinig gefermenteerde koolhydraten de darmsymptomen en gezondheidsgerelateerde kwaliteit van leven verbe
Darmimmuuncellen kunnen verantwoordelijk zijn voor veranderingen in het metabolisme, vindt onderzoek
Een nieuwe studie heeft aangetoond dat de immuuncellen in de darm gerelateerd kunnen zijn aan de snelheid van het metabolisme. De resultaten van de nieuwe studie getiteld, Intra-epitheliale T-cellen i