Untersuchung zur Sekundärstruktur der nicht kodierenden Bereiche in der genomischen RNS des Virus der Bornaschen Krankheit.

Abstract

Borna Virus (BDV) ist ein hoch neurotropes Virus, welches in der Lage ist eine Vielzahl von Vertebraten zu infizieren und wird auch im Zusammenhang mit neurologischen Erkrankungen des Menschen diskutiert. Genus Bornavirus ist zugeordnet zu den Mononegavirales, wo es in eine eigene Familie, die Bornaviridae, eingruppiert ist. Das Borna Disease Virus (BDV) ist ein nichtsegmentiertes Negativstrang-RNA-Virus. Die infektiösen Partikel der Bornaviren sind von einer Membranhülle umgeben und haben einen Durchmesser von 80 bis 100 nm. Das Genom der Bornaviren ist ca. 8,9 kBasen lang. Die Enden des Genoms sind zueinander teilweise komplementär. Am 3' Ende hat man 43 Basen identifiziert, die nicht für Proteine codieren und der Leader-Region der anderen Negativstrangviren ähneln. In den 3'- und 5'-Enden des BDV-Genoms befinden sich hoch konservierte "Inverted Repeat"(IR)-Sequenzen, die Potenzial haben, spezifische Sekundärstrukturen, wie Stem-Loop-Strukturen, zu bilden, welche eine funktionelle Bedeutung bei der Replikation/ Transkription des BDV-Genoms haben könnten. Ziel dieser Arbeit war es, eine mögliche Sekundärstruktur der nicht kodierenden Endbereiche (NCR) in der genomischen RNS des Virus der Bornaschen Krankheit (BDV) nachzuweisen und strukturell zu untersuchen. Zusammenfassung: 1) mögliche Sekundärstrukturen der BDV 3'- und 5'-NCR wurden analysiert und mit den Computervorhersagen verglichen; 2) zwei alternative Modelle der 3'-NCR-Struktur sind möglich; 3) sie enthalten entweder IR1 und IR4 oder IR2 und IR4; 4) das erste ATG kann entweder von IR1 geschützt werden oder es liegt frei vor; 5) IR2 und IR5 bilden am 3'- und am 5'-Ende des Genoms einen Stem-Loop , was zu einer Cork-Screw Struktur führen kann; 6) die Ergebnisse zur Untersuchung der 3'-NCR-Struktur in der Gegenwart der 5-NCR zeigen, daß sowohl eine Panhandle -, als auch eine Cork-Screw -Struktur möglich ist. 6) die konservierten IR-Sequenzen könnten in vitro zur Bildung von spezifischen Sekundärstrukturen führen, und funktionelle Bedeutung für die Replikation/Transkription haben; 7) da BDV und das Influenza-Virus ihr einzelstrang-RNS-Genom im Kern replizieren/transkribieren, könnten bei diesen Viren analogen Strukturen funktionelle Gemeinsamkeiten widerspiegeln, die sich aufgrund der Replikationsstrategie dieser Viren ergeben; 8) das verwendete Untersuchungssystem ist artifiziell. Zukünftige Analysen und funktionelle Untersuchungen werden helfen unsere Kenntnisse über die molekularen Bedingungen für die Replikation von BDV zu erweitern.

Borna Disease Virus (BDV) is a RNA virus belonging to the Genius Bornavirus, Family Bornaviridae within the Order Mononegavirales.The virion is enveloped and with about 100 nm diameter in range. The genome consists of a single strand RNA, it is nonsegmented and has negative polarity. BDV genome is about 8,9 kb long. Notable features of its molecular biology include: -its minimally productive, noncytolytic, persistent, highly neurotropic; -infects a great variety of animals and possible humans; -replication and transcription take place in the nucleus; -overlap of open reading frames and transcription units; -RNA splicing; -leaky ribosomal scanning; -complex posttranslational processing and modification.Right now there is 3 genetic system for Borna Disease Virus available. The termini of viral RNA genomes are known to harbor cis-acting signals, usually originating from both conserved sequence and structural motifs, which function during modulation of translation and replication events via interaction with proteins or other parts of the RNA molecule. The BDV has a repetitive motifs that are found in complementary orientation near the 3'- and 5'-ends of the genome. The inverted repeat motivs near the 3'-end of the viral genome have the potential to form a stem-loop structure. I examined the RNA secondary structure of a BDV 3 NCR and 5 NCR by enzymatic and chemical probing to analyse the potential 2D-RNA structure.