Charakterisierung von putativen cis-aktiven RNA-Elementen in der 5'-nichttranslatierten Region des RNA-Genoms des Humanen Coronavirus 229E (HCoV-229E)

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2015 im Fachbereich Biologie - Virologie, Note: 14, Justus-Liebig-Universität Gießen (Medizinische Virologie), Sprache: Deutsch, Abstract: Der 5'-UTR-Bereich des Coronavirus-229E-Genoms enthält einige konservierte RNA-Strukturelemente, die vermutlich als cis-aktive Elemente für die virale RNA-Synthese benötigt werden. Einige dieser Elemente sind möglicherweise auch an sogenannten long-range-Interaktionen mit dem 3'-terminalen Ende des Genoms beteiligt.
In dieser Bachelorarbeit wurde ein revers-genetischer Ansatz verwendet, um die Bedeutung der Stammschleifen (SL)-Strukturen 4 und 5 näher zu charakterisieren. Zu diesem Zweck wurden Mutanten des humanen Coronavirus 229E (HCoV-229E) erzeugt, die spezifische Nukleotidsubstitutionen in den SL4- bzw. SL-5-Strukturen enthielten, die (laut computergestützten Strukturvorhersagen) zu einer Destabilisierung der entsprechenden Strukturelemente führen sollten. Mögliche Auswirkungen der Mutationen auf die HCoV-229E-Replikation in Zellkultur wurden durch Bestimmung der Virustiter nach der Transfektion von In-vitro-transkribierter HCoV-229E-Genom-RNA (Wildtyp bzw. mutiert) untersucht. Außerdem wurde durch Sequenzanalysen von Teilbereichen der Genome der erhaltenen Viren untersucht, ob die eingeführten Mutationen stabil waren oder aber Reversionen oder kompensatorische Mutationen im 5'-UTR-Bereich auftraten. Die erhaltenen Daten deuten darauf hin, dass eine Destabilisierung des basalen Anteils der SL4-Struktur (Stamm 4a) relativ gut toleriert wird. In allen Fällen wurden lebensfähige Mutanten isoliert, wenngleich die Virustiter geringfügig reduziert waren und erste Hinweise für kompensatorische Mutationen bei einzelnen Virusmutanten erhalten wurden.
Zur Vorbereitung weiterer Studien wurden in einem zweiten Teil der Arbeit erste Schritte unternommen zur Herstellung von HCoV-229E-SL5-Mutanten, die spezifische Nukleotidsubstitutionen in den Schleifenregionen der SL5a/b/c-Strukturen enthalten.