Induced fucosyltransferase gene expression in Zika virus infected human cells
Ökat uttryck av fucosyltransferasgener i Zikavirusinfekterade celler
Abstract
Introduction: The Zika virus (ZIKV) has in the 2010's emerged as a new mosquito- borne virus that causes a threat to the public health, especially due to the rise of microcephaly seen. As with other Flaviviruses, the E-protein is of great importance for infectivity, and recent mutations have led to the dramatic rise of infectivity and complications. The polysaccharides constituting the glycan part of the glycoprotein are unknown, as is the mechanism of viral spread and how it gets into the central nervous system. Fucosyltransferase is one glycosyltransferase involved in synthesizing polysaccharides adding fucose to glycans.
Aim: Our aim was to investigate the expression of the fucosyltransferase genes 1-7 in ZIKV- infected human cells.
Methods: Human cell lines A549 cells and HUM cells were grown and infected by the Uganda strain of the ZIKV. Quantitative reverse transcriptase PCR (qRT- PCR) for fucosyltransferase 1 – 7 mRNA analysis was conducted on infected cells and mock- infected cells.
Results: The expression of fucosyltransferase gene 4 in ZIKV- infected A549 cells was increased 48 hours post- infection (P 0.00035) and 72 hours post- infection (P 0.00014). The expression of fucosyltransferase gene 2 was increased 72 hours post- infection in ZIKV- infected A549 cells, however this increase was not significant.
Conclusions: We have demonstrated an increase in expression of the fucosyltransferase 4. The result of the increased expression is unknown. Fucosylated glycans are known to be used by viruses for viral spread, such as the case with HTLV-1. Further studies need to focus on unravelling the structure of the E-protein; its glycans and functions.
Degree
Student essay
Other description
Zikaviruset upptäcktes första gången år 1947 men gick länge under radarn då det bara smittade ett fåtal människor. Först under 2000-talet började Zikaviruset orsaka stora utbrott, bl a i Brasilien. Det fick stor uppmärksamhet när fall kunde konstateras där foster hos gravida kvinnor som smittats med Zika viruset utvecklade för små hjärnor, mikrocefali. Orsaken till att Zikaviruset nu kunde smitta många fler låg i att det hade muterat och dess E-protein, ett protein som sitter på virusets yta, hade fått nya sätt att få sockermolekyler påkopplade. Det är oklart vilka sockermolekyler detta är, men det står fast att dessa är av stor vikt för viruset för att kunna infektera. Man har kunnat visa på experiment i möss att dessa sockermolekyler är nödvändiga. Om man tar bort platsen där de nya sockermolekyler kan bli påkopplade på E-proteinet, blir inte mössen infekterade i och med att de inte kan binda till cellen. Vi har i vår studie undersökt hur uttrycket av fucosyltransferasgener förändras i infekterade celler. Fucosyltransferasgener kodar för protein som kopplar på sockermolekylen fukos på sockermolekyler. Alla kroppens celler har samma DNA och gener, men alla gener uttrycks inte. De gener som uttrycks är det DNA som omskrivs till RNA, som sedan används som ritning för att tillverka ett protein – t ex en fucosyltransferas som i vårt fall. Zikaviruset skulle kunna påverka en infekterad cell till att uttrycka fucosyltransferasgener mer. Detta skulle bero på att fukos är viktig för att Zikaviruset ska kunna binda till celler och infektera dem. För att ta reda på om det fanns RNA för genen använde vi en metod som heter kvantitativ PCR för att ta reda på hur mycket av genen som uttrycks. Metoden bygger på att gener i ett provrör kopieras och med hjälp av att molekyler som kan utsöndra ljus binder till genen som
undersöks, kan en kamera i PCR- maskinen mäta intensiteten på ljuset som genen utstrålar. Ju fler kopior som finns av en gen, desto starkare blir därför ljuset och vi kan på så vis ta reda på hur mycket av genen som uttrycks. Vi jämförde Zikavirusinfekterade celler med celler som inte var infekterade. Vi upptäckte att fucosyltransferasgenen 4 uttrycktes i högre grad i Zikavirusinfekterade celler jämfört med celler som inte var infekterade. Vi vet inte vad detta leder till, men möjligtvis kan det användas av viruset för att koppla på fukos på exempelvis E-proteinet, vilket skulle kunna vara ett led i hur viruset sprider sig i kroppen. I nästa steg behövs E-proteinets exakta struktur tas reda på, för att påvisa vilka sockermolekyler som finns på det.
Collections
View/ Open
Date
2021-01-29Author
Steinborn, Daniel
Keywords
Zikavirus, ZIKV, fucosyltransferase
Language
eng