Za razmnoževanje virusa tulan potrebuje znotrajcelični kalcij

Nekateri prebavni virusi potrebujejo kalcij. Za izvajanje več bistvenih vidikov virusnega življenja potrebujejo kalcijeve ione, na primer vstop v celice gostitelja, replikacijo genoma in izgradnjo novih virusov za vdor v druge celice. Celice, ki jih napadajo virusi, uporabljajo tudi kalcij. Uporabljajo ga kot signale za uravnavanje številnih procesov v celicah, virusi pa lahko prevzamejo celično signalizacijo kalcija, da zadovoljijo svoje potrebe.

Ta virusni prevzem vključuje, v mnogih primerih, proizvodnja virusnega proteina, imenovanega viroporin, ki deluje kot ionski kanal, ki preusmerja celično kalcijevo signalizacijo za opravljanje virusnih funkcij. Medicinsko pomembni prebavni virusi, kot je rotavirus, potrebujejo kalcij za razmnoževanje in uporabljajo viroporine za pridobitev nadzora nad celično signalizacijo kalcija, vendar ni bilo raziskano, ali drugi virusi, ki povzročajo tudi hude prebavne težave pri ljudeh in živalih, kot je norovirus, stori enako.

Viroporini prevzemajo?

Diplomantka Alicia Strtak na podiplomskem študiju integrativnih molekularnih in biomedicinskih znanosti na Medicinski fakulteti Baylor, so se lotili projekta, da bi raziskali, ali virus Tulane, kalicivirus, ki je biološko podoben človeškim norovirusom, potreben kalcij za njegovo razmnoževanje. Če je tako, kako prevzame celično signalizacijo kalcija?

Človeški norovirusi so vodilni vzrok akutnega gastroenteritisa, potencialno smrtno nevarna bolezen v vseh starostnih skupinah. Obstaja veliko zanimanje za razvoj učinkovitih terapij, vendar veliko vidikov delovanja kalicivirusa, vključno z norovirusom, vzrok bolezni še ni pojasnjen.

Diplomantka Alicia Strtak na Medicinski fakulteti Baylor

Študija norovirusa je za raziskovalce predstavljala velik izziv in, čeprav je bil dosežen velik napredek pri uspešni kulturi v laboratoriju z uporabo črevesnih črevesnih enteroidnih kultur, s preučevanjem drugih kalicivirusov je še veliko mogoče pridobiti, na primer virus Tulane, ki so tesno povezani z norovirusom in jih je lažje preučevati v laboratoriju.

Med tem projektom je Strtak je delal v laboratoriju dr. Josepha Hyserja, docent za molekularno virusologijo in mikrobiologijo pri Baylorju, in uporabil virus Tulane kot vzorčni sistem za norovirus.

"Menimo, da ima virus Tulane lastnosti, zaradi katerih je dober kandidat za model človeškega norovirusa. Ti virusi imajo biološke in genetske značilnosti, na primer, oba organizirata svoj genom na enak način, okužijo iste vrste celic (črevesni epitelij) in povzročijo bolezen na podoben način, "Je dejal Strtak." Poleg tega Virus tulan lahko gojimo v laboratoriju v sistemih, ki olajšajo preiskavo poti, ki jih prevzame med okužbo. "

Zahteve za replikacijo

Strtak, Hyser in njihovi kolegi so združili celično kulturo, biokemija in tehnike slikanja kalcija za odgovor na naslednje vprašanje, Kateri so ključni dejavniki, ki jih virus Tulane potrebuje za doseganje robustne in učinkovite replikacije? Če želite odgovoriti na vprašanje, osredotočili so se na to, kako je virus Tulane med okužbo preoblikoval signalizacijo kalcija gostitelja.

"Najprej, odkrili smo, da virus Tulane za razmnoževanje potrebuje znotrajcelični kalcij. Brez tega, virus se slabo razmnožuje, "Strtak je dejal." Ugotovili smo tudi, da kalcij prihaja iz celičnega skladišča v endoplazmatskem retikulumu in, za dostop do tega vira kalcija, Zdi se, da virus Tulane uporablja svoj protein NS1-2. "

Raziskovalci so našli dokaze, da je protein Tulane NS1-2 deloval kot viroporin, ionski kanal, ki je motil celično kalcijevo signalizacijo tako, da je sprožil njegov tok iz endoplazmatskega retikuluma, kjer je bila shranjena, v citoplazmo, kjer je prišlo do replikacije virusa.

Ugotovitve virusa Tulane namigujejo na razmnoževanje norovirusov

Da bi ugotovili, ali norovirus morda uporablja podobno strategijo za okužbo epitelijskih celic, Strtak in njeni sodelavci so primerjali protein NS1-2 virusa Tulane in protein človeškega norovirusa v njihovi sposobnosti, da motijo ​​kalcijevo signalizacijo. Ugotovili so, da je protein norovirus NS1-2 povzročil spremembe v celični signalizaciji kalcija, ki so bile podobne tistim, ki jih je sprožil protein NS1-2 virusa Tulane.

"To je prvi funkcionalni dokaz, ki nakazuje, da lahko funkcija, ki smo jo identificirali pri virusu Tulane, obstaja tudi pri človeškem norovirusu, «Je povedal Strtak.

"Virusne ionske kanale je zelo težko prepoznati. Strtakovo delo kaže, da z malo inovativnosti iznajdljivost in pripravljenost za raziskovanje zunaj klinično pomembnega sistema, mogoče je najti primeren eksperimentalni model, ki raziskovalcem omogoča, da dosežejo začetno široko karakterizacijo in poiščejo ustrezne informacije o kompleksnih bioloških sistemih. Upamo, da bodo informacije, ki smo jih našli tukaj, v pomoč tudi drugim raziskovalcem, ki preučujejo druge vidike virusne okužbe, "je rekel Hyser, član Centra za metagenomiko in mikrobiomske raziskave Alkek ter Celovitega centra za raka Dan L Duncan v Baylorju.

Vse podrobnosti tega dela preberite v dnevniku mSfera .

• Študija kaže potencial terapije s fagi za zdravljenje alkoholne bolezni jeter
• Raziskovalci uporabljajo fazno terapijo za uspešno zdravljenje alkoholne bolezni jeter