Vírus Tulane potrebuje na replikáciu intracelulárny vápnik

Niektoré gastrointestinálne vírusy potrebujú vápnik. Ióny vápnika potrebujú na vykonávanie niekoľkých základných aspektov vírusového života, ako je vstup do hostiteľských buniek, replikácia genómu a vytváranie nových vírusov na inváziu do iných buniek. Bunky napadnuté vírusmi tiež používajú vápnik. Používajú ho ako signály na reguláciu mnohých vlastných procesov buniek, vírusy však môžu prevziať bunkovú signalizáciu vápnika, aby uspokojili svoje vlastné potreby.

Toto prevzatie vírusu zahŕňa v mnohých prípadoch, produkcia vírusového proteínu nazývaného viroporín, ktorý funguje ako iónový kanál presmerujúci bunkovú vápnikovú signalizáciu, aby slúžil vírusovým funkciám. Lekársky dôležité gastrointestinálne vírusy, ako je rotavírus, vyžadovať replikáciu vápnika a používať viroporíny na získanie kontroly nad bunkovou signalizáciou vápnika, ale nebolo skúmané, či iné vírusy, ktoré tiež spôsobujú vážne gastrointestinálne problémy u ľudí a zvierat, ako je norovírus, urobiť to isté.

Viroporíny zaberajú?

Postgraduálna študentka Alicia Strtak v absolventskom programe integrovaných molekulárnych a biomedicínskych vied na Baylor College of Medicine, prevzal projekt s cieľom zistiť, či je vírus Tulane, kalicivírus, ktorý je biologicky podobný ľudským norovírusom, potrebný vápnik na svoju replikáciu. Ak áno, ako preberá bunkovú signalizáciu vápnika?

Ľudské norovírusy sú hlavnou príčinou akútnej gastroenteritídy, potenciálne život ohrozujúce ochorenie v každej vekovej skupine. Existuje veľký záujem o vývoj účinných terapií, ale mnoho aspektov toho, ako kalicivírus, vrátane norovírusu, Príčina ochorenia zatiaľ nebola objasnená.

Postgraduálna študentka Alicia Strtak na Baylor College of Medicine

Štúdium norovírusu predstavovalo pre výskumníkov celkom výzvu a, aj keď sa dosiahol veľký pokrok v úspešnej kultivácii v laboratóriu s použitím ľudských črevných enteroidných kultúr, štúdiom iných kalicivírusov je stále možné veľa získať, ako je vírus Tulane, ktoré úzko súvisia s norovírusom a je ľahšie ich študovať v laboratóriu.

Počas tohto projektu, Strtak pracoval v laboratóriu Dr. Josepha Hysera, odborný asistent molekulárnej virológie a mikrobiológie v Baylor, a použil Tulane vírus ako modelový systém pre norovírus.

„Myslíme si, že vírus Tulane má vlastnosti, ktoré z neho robia dobrého kandidáta na model ľudského norovírusu. Tieto vírusy majú biologické a genetické vlastnosti, napríklad obaja organizujú svoje genómy rovnakým spôsobom, infikujú rovnaký typ buniek (črevný epitel) a spôsobujú ochorenie, ktoré sa prejavuje podobným spôsobom, „Povedal Strtak.“ Navyše, Vírus Tulane sa môže pestovať v laboratóriu v systémoch, ktoré uľahčujú skúmanie ciest, ktoré preberá počas infekcie. "

Požiadavky na replikáciu

Strtak, Hyser a ich kolegovia spojili bunkovú kultúru, biochémia a techniky zobrazovania vápnika, ktoré majú odpovedať na nasledujúcu otázku, aké sú kľúčové faktory, ktoré vírus Tulane potrebuje na dosiahnutie robustnej a efektívnej replikácie? Na zodpovedanie otázky, zamerali sa na to, ako vírus Tulane zmenil infekciu vápnika hostiteľa počas infekcie.

"Najprv, zistili sme, že vírus Tulane potrebuje na replikáciu intracelulárny vápnik. Bez toho, vírus sa zle replikuje, „Povedal Strtak.“ Tiež sme zistili, že vápnik pochádza z bunkového skladovania v endoplazmatickom retikule a, získať prístup k tomuto zdroju vápnika, Vírus Tulane zrejme používal svoj proteín NS1-2. “

Vedci našli dôkaz, že proteín NS1-2 vírusu Tulane fungoval ako viroporín, iónový kanál, ktorý narušil bunkovú signalizáciu vápnika spustením jeho toku z endoplazmatického retikula, kde bol uložený, do cytoplazmy, kde došlo k replikácii vírusu.

Nálezy vírusu Tulane naznačujú replikáciu norovírusu

Pri skúmaní, či norovírus môže používať podobnú stratégiu na infikovanie epiteliálnych buniek, Strtak a jej kolegovia porovnávali proteín NS1-2 vírusu Tulane a proteín ľudského norovírusu v ich schopnosti narušiť signalizáciu vápnika. Zistili, že norovírusový proteín NS1-2 vyvoláva zmeny v bunkovej signalizácii vápnika, ktoré sú podobné tým, ktoré sú vyvolané proteínom NS1-2 vírusu Tulane.

„Toto je prvý funkčný dôkaz, ktorý naznačuje, že funkcia, ktorú sme identifikovali vo víre Tulane, môže existovať aj v ľudskom norovíruse, “Povedal Strtak.

„Vírusové iónové kanály je veľmi ťažké identifikovať. Strtakova práca ukazuje, že s trochou inovácií vynaliezavosť a ochota skúmať mimo klinicky relevantného systému, je možné nájsť vhodný experimentálny model, ktorý umožní výskumníkom dosiahnuť počiatočnú širokú charakterizáciu a nájsť relevantné informácie o komplexných biologických systémoch. Dúfame, že informácie, ktoré sme tu našli, pomôžu aj ďalším vedcom, ktorí skúmajú ďalšie aspekty vírusovej infekcie, “povedal Hyser, člen Alkek Center for Metagenomics and Microbiome Research a Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center at Baylor.

Všetky podrobnosti o tejto práci sa dozviete v denníku mSphere .

• Štúdia ukazuje potenciál fágovej terapie na liečbu alkoholického ochorenia pečene
• Vedci používajú fágovú terapiu na úspešnú liečbu alkoholického ochorenia pečene