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Untersuchung zur Replikationsstrategie des humanpathogenen Sapovirus

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Authors and Corporations: Gebhardt, Julia, Müller, Hermann
Title: Untersuchung zur Replikationsstrategie des humanpathogenen Sapovirus
Dissertation Note: Dissertation, Universität Leipzig, 2009
Type of Resource: E-Book Thesis
Language: German
published:
Online-Ausg.. 2011
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520 |a Humanpathogene Sapoviren gehören zur Familie der Caliciviridae und verursachen vor allem bei Klein¬kindern und Senioren Gastroenteritiden. Die Replikationsstrategie von humanpathogenen Sapoviren ist bislang ungeklärt, da weder ein geeignetes Tiermodell noch ein etabliertes Zellkulturmodell zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund sollte die Replikation in einem Säugerzellsystem etabliert werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen zu einem besseren Verständnis der Replikationsstrategie der humanpathogenen Sapoviren beitragen und können die Grundlage für weitere Unter¬suchungen der Replikationsstrategie der Caliciviren bilden sowie zur Entwicklung geeigneter antiviraler Maßnahmen und Medikamente beitragen. Für die Untersuchung der Replikationsstrategie des humanpathogenen Sapovirus wurde ein Sapovirus-Volle-Länge-Klon aus Patientenmaterial (Stuhlgang-Probe) generiert. Nach der molekularen Charakterisierung konnte der Stamm Hu/SaV/Dresden/pJG-SapI/2004/DE (GenBank-Zugangsnummer AY694184) der Genogruppe I Genotyp 1 der Sapo¬viren zugeordnet werden. Für die Untersuchung der Translation des humanpathogenen Sapovirus in Säugerzellen wurden polyklonale Antikörper in Kaninchen gegen die nichtstrukturellen und strukturellen Sapovirus-Proteine generiert. Im zellfreien System konnte die Sensitivität und Spezifität dieser Antikörper validiert werden. Außerdem wurde die Translation im zellfreien System mit bereits bestehenden Ergebnissen verglichen. Die Prozessierung des ORF1-Polyproteins erfolgte in die nichtstrukturellen Proteine NS1, NS2, NS3NTPase, NS4, NS5VPg, die Fusionsproteine NS1-3, NS2-3, NS4-5, NS4-7, NS5-7 und NS6 7Pro-Pol sowie das strukturelle Protein VP1. Für die Charakterisierung der Replikation des humanpathogenen Sapovirus in Säugerzellen wurden verschiedene Sapovirus-Volle-Länge-cDNA-Klone generiert. Für das Sapovirus-Volle-Länge-RNA-Genom pJG-SapI-T7 konnte eine Translation der Sapovirus-Proteine nach¬gewiesen werden. Die Transfektion von 293T-Zellen erfolgte mit in vitro transkribierter RNA, die ein Cap-Analogon und einen Poly(A)-Schwanz besaß. Durch die dem Sapovirus-Genom vorangestellte Kozak-Sequenz, welche als Ribosomenbindungsstelle dient, konnte auch nach Mutation des aktiven Zentrums des nichtstrukturellen Proteins NS7Pol (RNA-abhängige RNA-Polymerase) eine Translation des Sapovirus-ORF1-Polyproteins nachgewiesen werden. Somit erwies sich dieses Konstrukt als ungeeignet für die Untersuchung der Replikation des humanpathogenen Sapovirus in Säugerzellen. Nach Klonierung des Sapovirus-Volle-Länge-cDNA-Genoms in den pACYC-MCSII-Vektor (pJG-SapI-T7) konnte nach in vitro Transkription ein gekapptes Sapovirus-Volle-Länge-RNA-Genom mit einem Poly(A)-Schwanz generiert werden, welches vermutlich die richtigen 5’- und 3’-Sapovirus-Enden enthält. Nach Transfektion von 293T-Zellen konnten die nichtstrukturellen Fusionsproteine NS2-3, NS4-5, NS4-7 und NS6-7Pro-Pol sowie das strukturelle Protein VP1 im Western Blot nachgewiesen werden. Nach Mutation des aktiven Zentrums des nichtstrukturellen Proteins NS6Pro (Protease) wurde die Prozessierung des ORF1-Polyproteins in Säugerzellen unter¬bunden. Die Replikation der generierten Sapovirus-Volle-Länge-RNA-Genome in Säugerzellen konnte mit Hilfe der quantitativen PCR nicht nachgewiesen werden. Eine Passagierung in verschiedenen Säugerzelllinien war ebenfalls nicht möglich. Weiter wurden verschiedene Sapovirus-Volle-Länge-RNA-Genome direkt aus Patientenmaterial durch RT-PCR generiert und nach in vitro Transkription damit Säugerzellen transfiziert. Bei Sapovirus-Volle-Länge-RNA-Genomen aus drei Patientenproben konnte die Translation und Prozessierung des Sapovirus-ORF1-Polyproteins nachgewiesen werden. Die Replikation konnte mit Hilfe der quantitativen PCR nicht nachgewiesen werden. In einem letzten Schritt wurde aus Patientenmaterial gewonnene RNA direkt für die Transfektion eingesetzt. Hierfür wurden die Patientenproben verwendet, bei denen eine Translation und Prozessierung des Sapovirus-ORF1-Polyproteines nachgewiesen werden konnte. Auch hier konnte keine Replikation mit Hilfe der quantitativen PCR nachgewiesen werden. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmals die erfolgreiche Translation und Prozessierung des ORF1-Polyproteins des humanpathogenen Sapovirus (Dresdner Stamm pJG-SapI, GenBank-Zugangsnummer AY694184) in Säugerzellen gezeigt werden. Weitergehende Untersuchungen zur Replikation des humanpathogenen Sapovirus in Säugerzellen könnten mit Hilfe des vorliegenden Dresdner Sapovirus-Stamm pJG-SapI erfolgen, indem weitere rekombinante Systeme etabliert werden. 
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contents Humanpathogene Sapoviren gehören zur Familie der Caliciviridae und verursachen vor allem bei Klein¬kindern und Senioren Gastroenteritiden. Die Replikationsstrategie von humanpathogenen Sapoviren ist bislang ungeklärt, da weder ein geeignetes Tiermodell noch ein etabliertes Zellkulturmodell zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund sollte die Replikation in einem Säugerzellsystem etabliert werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen sollen zu einem besseren Verständnis der Replikationsstrategie der humanpathogenen Sapoviren beitragen und können die Grundlage für weitere Unter¬suchungen der Replikationsstrategie der Caliciviren bilden sowie zur Entwicklung geeigneter antiviraler Maßnahmen und Medikamente beitragen. Für die Untersuchung der Replikationsstrategie des humanpathogenen Sapovirus wurde ein Sapovirus-Volle-Länge-Klon aus Patientenmaterial (Stuhlgang-Probe) generiert. Nach der molekularen Charakterisierung konnte der Stamm Hu/SaV/Dresden/pJG-SapI/2004/DE (GenBank-Zugangsnummer AY694184) der Genogruppe I Genotyp 1 der Sapo¬viren zugeordnet werden. Für die Untersuchung der Translation des humanpathogenen Sapovirus in Säugerzellen wurden polyklonale Antikörper in Kaninchen gegen die nichtstrukturellen und strukturellen Sapovirus-Proteine generiert. Im zellfreien System konnte die Sensitivität und Spezifität dieser Antikörper validiert werden. Außerdem wurde die Translation im zellfreien System mit bereits bestehenden Ergebnissen verglichen. Die Prozessierung des ORF1-Polyproteins erfolgte in die nichtstrukturellen Proteine NS1, NS2, NS3NTPase, NS4, NS5VPg, die Fusionsproteine NS1-3, NS2-3, NS4-5, NS4-7, NS5-7 und NS6 7Pro-Pol sowie das strukturelle Protein VP1. Für die Charakterisierung der Replikation des humanpathogenen Sapovirus in Säugerzellen wurden verschiedene Sapovirus-Volle-Länge-cDNA-Klone generiert. Für das Sapovirus-Volle-Länge-RNA-Genom pJG-SapI-T7 konnte eine Translation der Sapovirus-Proteine nach¬gewiesen werden. Die Transfektion von 293T-Zellen erfolgte mit in vitro transkribierter RNA, die ein Cap-Analogon und einen Poly(A)-Schwanz besaß. Durch die dem Sapovirus-Genom vorangestellte Kozak-Sequenz, welche als Ribosomenbindungsstelle dient, konnte auch nach Mutation des aktiven Zentrums des nichtstrukturellen Proteins NS7Pol (RNA-abhängige RNA-Polymerase) eine Translation des Sapovirus-ORF1-Polyproteins nachgewiesen werden. Somit erwies sich dieses Konstrukt als ungeeignet für die Untersuchung der Replikation des humanpathogenen Sapovirus in Säugerzellen. Nach Klonierung des Sapovirus-Volle-Länge-cDNA-Genoms in den pACYC-MCSII-Vektor (pJG-SapI-T7) konnte nach in vitro Transkription ein gekapptes Sapovirus-Volle-Länge-RNA-Genom mit einem Poly(A)-Schwanz generiert werden, welches vermutlich die richtigen 5’- und 3’-Sapovirus-Enden enthält. Nach Transfektion von 293T-Zellen konnten die nichtstrukturellen Fusionsproteine NS2-3, NS4-5, NS4-7 und NS6-7Pro-Pol sowie das strukturelle Protein VP1 im Western Blot nachgewiesen werden. Nach Mutation des aktiven Zentrums des nichtstrukturellen Proteins NS6Pro (Protease) wurde die Prozessierung des ORF1-Polyproteins in Säugerzellen unter¬bunden. Die Replikation der generierten Sapovirus-Volle-Länge-RNA-Genome in Säugerzellen konnte mit Hilfe der quantitativen PCR nicht nachgewiesen werden. Eine Passagierung in verschiedenen Säugerzelllinien war ebenfalls nicht möglich. Weiter wurden verschiedene Sapovirus-Volle-Länge-RNA-Genome direkt aus Patientenmaterial durch RT-PCR generiert und nach in vitro Transkription damit Säugerzellen transfiziert. Bei Sapovirus-Volle-Länge-RNA-Genomen aus drei Patientenproben konnte die Translation und Prozessierung des Sapovirus-ORF1-Polyproteins nachgewiesen werden. Die Replikation konnte mit Hilfe der quantitativen PCR nicht nachgewiesen werden. In einem letzten Schritt wurde aus Patientenmaterial gewonnene RNA direkt für die Transfektion eingesetzt. Hierfür wurden die Patientenproben verwendet, bei denen eine Translation und Prozessierung des Sapovirus-ORF1-Polyproteines nachgewiesen werden konnte. Auch hier konnte keine Replikation mit Hilfe der quantitativen PCR nachgewiesen werden. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmals die erfolgreiche Translation und Prozessierung des ORF1-Polyproteins des humanpathogenen Sapovirus (Dresdner Stamm pJG-SapI, GenBank-Zugangsnummer AY694184) in Säugerzellen gezeigt werden. Weitergehende Untersuchungen zur Replikation des humanpathogenen Sapovirus in Säugerzellen könnten mit Hilfe des vorliegenden Dresdner Sapovirus-Stamm pJG-SapI erfolgen, indem weitere rekombinante Systeme etabliert werden.
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Für die Untersuchung der Replikationsstrategie des humanpathogenen Sapovirus wurde ein Sapovirus-Volle-Länge-Klon aus Patientenmaterial (Stuhlgang-Probe) generiert. Nach der molekularen Charakterisierung konnte der Stamm Hu/SaV/Dresden/pJG-SapI/2004/DE (GenBank-Zugangsnummer AY694184) der Genogruppe I Genotyp 1 der Sapo¬viren zugeordnet werden. Für die Untersuchung der Translation des humanpathogenen Sapovirus in Säugerzellen wurden polyklonale Antikörper in Kaninchen gegen die nichtstrukturellen und strukturellen Sapovirus-Proteine generiert. Im zellfreien System konnte die Sensitivität und Spezifität dieser Antikörper validiert werden. Außerdem wurde die Translation im zellfreien System mit bereits bestehenden Ergebnissen verglichen. Die Prozessierung des ORF1-Polyproteins erfolgte in die nichtstrukturellen Proteine NS1, NS2, NS3NTPase, NS4, NS5VPg, die Fusionsproteine NS1-3, NS2-3, NS4-5, NS4-7, NS5-7 und NS6 7Pro-Pol sowie das strukturelle Protein VP1. 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