Analyse der Replikationsfähigkeit des Mengovirus in Abhängigkeit von Mutationen der Glycyl-transfer-Ribonukleinsäure-Synthetase-Bindestelle in der 3‘-nicht-translatierten-Region

Abstract

Das Mengovirus (MV) gehört zur Familie der Picornaviridae und zur Gattung der Cardioviren. Das RNA-Genom umfasst 7,8 kb, ist positiv-orientiert und einzelsträngig. Das Leseraster für das Polyprotein wird flankiert von den 5‘- und 3‘-untranslatierten Regionen (UTRs). In der 5‘-UTR lieg t eine interne Ribosomeneintrittsstelle (IRES), mit deren Hilfe das Virus-Genom cap-unabhängig im Wirtszytosol in ein Polyprotein translatiert werden kann. Die 3‘-UTR enthält drei Stemloops (SLs), wobei in SL I ein konserviertes Signal liegt, das bereits beim Poliovirus gefunden wurde und dort Einfluss auf den viralen Replikationszyklus hat. Das Poliovirus, das ebenfalls zur Familie der Picornaviridae zählt, besitzt dieses konservierte Signal in der 5‘-UTR. Die Glycyl-tRNA-Synthetase (GARS), die normalerweise in der Proteinbiosynthese die Bindung der Aminosäure Glycin an die zugehörige transfer-Ribonukleinsäure (tRNA) katalysiert, kann an dieser Stelle spezifisch an die Poliovirus-RNA binden und scheint so deren Translation zu fördern im Sinne einer nicht-enzymatischen Funktion. In der vorliegenden Arbeit wurde aufgrund dieser Beobachtung die GARS als möglicher Interaktionspartner des MV analysiert. Hierfür wurde an der Stelle des konservierten GARS-Signals im MV eine Mutation eingefügt, sodass eine mögliche Bindung der GARS verhindert werden würde. Dabei zeigte sich, dass die GARS-Bindung an die 3‘-UTR des MV einen positiven Einfluss auf die Virusproduktion hat. Es konnte in der vorliegenden Arbeit allerdings nicht eindeutig geklärt werden, ob diese Beobachtung auf die Replikation, die Translation oder die Stabilität der RNA zurückzuführen ist. Weiterhin wurde die Virusproduktion in verschieden Zelllinien (HeLa-Zellen, humane neuronale Zellen (SK-N-AS), sowie Neuroblasten aus der Hausmaus (Neuro-2A)) untersucht, da das MV vor allem neuropathogen für Nagetiere zu sein scheint. Hier wurde deutlich, dass das MV stärker in neuronalen Zellen der Maus repliziert als in humanen Zellen.