Analýza G-kvadruplexov odvodených od vírusov Eboly a ich interakcií s tiazolovou oranžou

Analýza G-kvadruplexov odvodených od vírusov Eboly a ich interakcií s tiazolovou oranžou

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
100%
Prevedenie (dizajn)
98%
Diskusná interakcia
100%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
RNDr. Andrea Halaganová100%100%100%
RNDr. Terézia Kisková PhD.100%100%100%
RNDr. PATRIK NUNHART100%100%-
RNDr. Erika Kellerová PhD.100%100%100%
RNDr. Petra Krafčíková100%100%100%
RNDr. Vladimír Kukura100%100%100%
Mgr. Eva Kicková100%100%100%
Mgr. Mária Suváková100%100%100%
RNDr. Eva Konkoľová PhD.100%100%100%
RNDr. Monika Kvaková100%80%100%
Juraj Krajčír100%100%100%
ISBN: 978-80-972360-1-4

Analýza G-kvadruplexov odvodených od vírusov Eboly a ich interakcií s tiazolovou oranžou

Erika Demkovičová1 Petra Krafčíková1 Andrea Halaganová1 Viktor Víglaský1
1Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Košice, Slovenská republika
kellerova.erika@gmail.com

Ebola a Marburg vírusy predstavujú jedny z najnebezpečnejších filovírusov na svete. Pozitívne kódujúce  RNA molekuly Ebola a Marburg vírusov obsahujú oblasti bohaté na zvyšky guanínov a z toho dôvodu majú tieto molekuly vysokú tendenciu tvorby G-kvadruplexov. Štruktúra G-kvadruplexov je už po dlhú dobu vnímaná ako sľubný cieľ pre vývoj nových protirakovinových terapeutík [1,2].  Nedávna štúdia dokonca preukázala existenciu sekvencií s potenciálom tvorby G-kvadruplexov v negatívnom kódujúcom RNA vlákne Zaire ebolavírusu L [3]. Aj keď je táto sekvencia spomedzi vírusových izolátov veľmi konzervatívna je zaujímavé, že sa nachádza v nekódujúcom RNA reťazci. G-kvadruplexy vytvárané v rámci tohto reťazca môžu mať tým pádom vplyv na transkripciu kódujúceho pozitívneho vlákna vírusu. V tejto práci sme analyzovali sekvencie odvodené od komplementárneho vlákna, ktoré vzniká hneď po infekcii bunky vírusom. G-kvadruplexy tvoriace sa v tomto vlákne môžu mať vplyv na vírusové a bunkové procesy infikovaných buniek [4].

V rámci tejto práce sme analyzovali sériu DNA sekvencií s vysokým podielom guanínov, ktoré boli odvodené od Ebola a Marburg vírusov. Séria DNA oligonukleotidov odvodených od pôvodných vírusových izolátov slúžila ako reprezentatívny model prostredníctvom ktorého sme demonštrovali vplyv tiazolovej oranže na spektrálne profily kruhového dichroizmu (CD). Výsledky preukázali tvorbu indukovaného CD signálu (ICD) s jedinečným profilom, vznikajúceho vo viditeľnej oblasti spektra, ktorý sa tvorí ako dôsledok interakcie medzi ligandom a G-kvadruplexom. V našej práci bolo preukázané, že tiazolová oranž stabilizuje G-kvadruplexovú štruktúru a dokáže v nej dokonca indukovať topologické zmeny a uľahčiť jej multimerizáciu. Z toho dôvodu by mohli byť jedinečné ICD profily použité na určenie toho, či konkrétna neznáma sekvencia vytvára G-kvadruplexový motív. Okrem toho, výsledky  práce poukazujú na možnosť zacielenia chemoterapie na filovírusové G-kvadruplexy ako alternatívny terapeutický prístup, ktorý by mohol byť využitý aj pri vývoji nových špecifických  antivírusových liečiv  [4].

Poďakovanie: 

Táto práca vznikla za podpory grantov: VEGA č. 1/0131/16UPJŠ, VVGS-2016-259, VVGS-PF-2017-251.

Zdroje: 

1. Muhlberger, E.; Future Virol 2007, 2, 205-215.
2. Hensley, L.E.; Feldmann, H.; Jahrling, P.B.; Geisbert, T.W.; Curr Mol Med 2005, 5, 761-72.
3. Wang, S.R.; Zhang, Q.Y., Wang, J.Q.; Ge, X.Y.; Song, Y.Y.; Wang, Y.F.; Li, X.D.; Fu, B.S.; Xu, G.H.; Shu, B.; Gong, P.; Zhang, B.; Tian, T.;, Zhou, X.
4. Krafcikova, P., Demkovicova,E., Viglasky, V., Biochim Biophys Acta 2016.
 

Diskusia

velmi pekna praca Erika :) zaujimalo by ma ci ste svoju metodiku porovnavali so sekvenciami, ktore g-kvadruplexy netvoria, a ci ste experimenty skusali iba s tiazolovou oranz alebo ste testovali aj nejaky iny ligand, mozno na podobnej baze

Ďakujem pekne za otázku, áno skúšali sme aj iné sekvencie, ako negatívna kontrola bola použitá sekvencia, ktorá je bohatá na guaníny ale je o nej známe, že štruktúru G-kvadruplexu nevytvára. V tomto prípade sme sledovali vznik ICD s odlišnými maximami. Rovnako sme skúšali aj rôzne jednovláknové, dvojvláknové DNA a plazmidovú DNA, pričom sme rovnako pozorovali ICD líšiace sa od G-kvadruplexových. Skúšali sme aj iné ligandy, napr. tioflavín T, najlepšie výsledky sme ale dosiahli pri použití TO.

Ahoj Erika, chcela by som sa spytať podľa čoho ste si vyberali sekvencie, ktoré ste študovali? Vedeli ste dopredu predpokladať, ktoré budú tvoriť G-kvadruplex? Vopred ´dakujem za odpoveď.

Ahoj, ďakujem za otázku. G-kvadruplexové sekvencie boli vyberané s ohľadom na sekvenciu pôvodných vírusových izolátov. Existuje určitý vzorec na vyhľadávanie sekvencií s potenciálom tvorby G-kvadruplexov. Dôležité je ale samozrejme tieto navrhnuté sekvencie následne otestovať či skutočne vytvárajú tieto sekundárne štruktúry.

Erika, pekna praca. Zaujimalo by ma, ci ste skusali studovat interakcie s tiazolovou oranzou aj pri inych sekvenciach ako virusovych a ak ano, tak ci ste pozorovali tiez vznik specifickych signalov? Dakujem

Ďakujem za otázku, áno samozrejme sme skúšali aj iné oligonukleotidové sekvencie, napríklad môžem uviesť sekvencie telomerické, odvodené od promótorov onkogénov a pod. Rovnako sme skúšali merať aj oligonukleotidy o ktorých vieme, že nevytvárajú štruktúru G-kvadruplexov a aj DNA duplexové a plazmidové. Profil ICD v prípade G-kvadruplexov vykazoval spoločné znaky a v prípade nekvadruplexových sekvencií sa líšil. Preto by takáto interakcia mohla predstavovať do budúcna veľmi jednoduchý a cenovo dostupný spôsob overenia štruktúry G-kvadruplexu.

Ahoj Erika, chcela by som sa ešte opýtať s akými inými ligandmi okrem TO si mala možnosť pracovať a merať interakcie s DNA na CD prístroji počas svojej praxe? Ďakujem.

Ahoj Erika, chcela by som sa ešte opýtať s akými inými ligandmi okrem TO si mala možnosť pracovať a merať interakcie s DNA na CD prístroji počas svojej praxe? Ďakujem.

Ahoj, dakujem za otazocku. Keď som začala pracovať s ligandmi tak sme toho skúšali mnoho so snahou nájsť čo najšpecifickejšiu látku viažucu sa s G-kvadruplexmi. Z ligandov, ktoré vykazovali vznik ICD môžem spomenúť napríklad akridínovú oranž, Hoechst H33258 a H33342, PIC (1´1-diethyl-2´2-cyanine iodid), tioflavín T. Okrem toho sme ale študovali aj mnoho iných, ktoré však s G-kvadruplexovými štruktúrami nevytvárali ICD ale tieto signály sme pozorovali pri iných druhoch DNA. Z takých ligandov môžem spomenúť napr. 9-aminoakridín, quinacrine a pod.