Analyse des Einflusses von seltenen Codons auf das „Ribosome Pausing“ und die Effizienz der Translation und Replikation des Hepatitis C Virus

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2025

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https://doi.org/10.22029/jlupub-21046

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Das Hepatitis C Virus zählt zu den humanpathogenen Viren mit einzelsträngigen RNA-Genomen mit positiver Polarität. Es befällt vorwiegend Leberzellen und verursacht bei knapp 70 % der Betroffenen eine chronische Hepatitis C. Trotz der Verfügbarkeit hochwirksamer antiviraler Medikamente wird der Behandlungserfolg durch die oftmals späte Diagnosestellung und den begrenzten Medikamentenzugang limitiert. Unbehandelt führt die chronische Hepatitis C im Verlauf einiger Jahre zu einer Leberzirrhose, die mit einem erhöhten Risiko für ein hepatozelluläres Karzinom einhergeht, das in vielen Fällen nicht mehr kurativ therapiert werden kann. Ein Impfstoff wurde bislang nicht entwickelt. Obwohl HCV-Infektionen bis heute ein weltweites Gesundheitsproblem darstellen, ist über den molekularen Ablauf der Translation und Replikation sowie den Wechsel zwischen beiden Prozessen bis heute vieles nicht bekannt. Es bedarf daher weiterer Forschung zur Aufschlüsselung des viralen Replikationszyklus. In vorausgegangenen Studien von G. Gerresheim wurden zwei pausierende Ribosomen auf und vor dem NS5B-Stoppcodon sowie eine Häufung von konservierten, ineffizienten Codons in der NS5B codierenden Region vor dem Stoppcodon detektiert. Im Rahmen dieser Arbeit sollte analysiert werden, ob die ineffizienten Codons eine funktionelle Bedeutung in der Translation oder Replikation des HCV haben. Dazu wurden verschiedene subgenomische HCV-Replikons entwickelt, bei denen die ineffizienten Codons still, d. h. ohne Veränderung der Aminosäuresequenz oder der Sekundärstruktur der RNA, zu effizienten Triplets mutiert wurden. Um die Auswirkungen auf die Translations- und Replikationseffizienz im Vergleich zum Wildtyp zu erfassen, wurden die Replikons in Huh-7.5 Hepatomzellen transfiziert und zu definierten Zeitpunkten HiBiT-Translationsreporter-Assays durchgeführt. Die Translation der Genome wurde dabei als ein indirektes Maß für die Abundanz der Genome betrachtet. Die stille Mutation der ineffizienten zu effizienten Codons hatte in den Assays einen signifikanten negativen Einfluss auf die Replikation der Konstrukte, während die Translation nicht beeinträchtigt wurde. Das Pausieren der Ribosomen auf den ineffizienten Codons in der C-terminalen NS5B-Region scheint somit für die effiziente Initiation der HCV-Replikation durch die NS5B-Polymerase relevant zu sein, möglicherweise sogar als NS5B-Dimer. Dies könnte dadurch vermittelt werden, dass die schon gefaltete katalytische Domäne der NS5B-Polymerase durch das Pausieren genügend Zeit hat, cotranslational auf dem nahe gelegenen 3´-Ende des Genoms ihr Template für die Minusstrang-Synthese in cis zu binden.

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https://doi.org/10.3390/ijms21186955

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