S3-07

S3-07#

  • Datum izdelave: 2026-05-13

  • Koda seminarja: S07

Kdo je pustil sled?#

Na križarki Vacation_lover se je med večdnevnim potovanjem pojavil izbruh neznane bolezni. Več potnikov je v kratkem časovnem obdobju poročalo o slabosti, bruhanju, driski, trebušnih krčih in splošnem slabem počutju. Ker so se simptomi pojavili pri več nepovezanih potnikih, ki so uporabljali skupne jedilnice in sanitarne prostore, epidemiologi sumijo na virusni povzročitelj, ki se lahko hitro širi v zaprtih okoljih.

1. del#

Iz vzorca blata enega izmed obolelih potnikov je bila izolirana virusna RNA. Po reverzni transkripciji in sekvenciranju je bil pridobljen del nukleotidnega zaporedja virusnega genoma. Zaporedje je prikazano spodaj v obliki FASTA. S pomočjo zaporedja ugotovite kateri virus se je razširil med potniki na križarki.

CACACATGAGAATGATGAAGGCCACCAGGTAAAGTGGTCGGCTAGGGAAGGTGTAGACCTTGGCATATCC GGGCTCACGACGGTGTCTGGGCCTGAGTGGAATATGTGCCCGCTACCACCAGTTGACCAAAGGAGCACGA CACCTGCAACTGAGCCCACAATTGGTGACATGATCGAATTCTATGAAGGGCACATCTATCATTATGCTAT ATACATAGGTCAAGGCAAGACGGTGGGTGTACACTCCCCTCAAGCAGCCTTCTCAATAACGAGGATCACC ATACAGCCCATATCAGCTTGGTGGCGAGTCTGTTATGTCCCACAACCAAAACAGAGGCTCACATACGACC AACTCAAAGAATTAGAAAATGAACCATGGCCGTATGCCGCAGTCACGAACAACTGCTTCGAATTTTGTTG CCAGGTCATGTGCTTGGAAGATACTTGGTTGCAAAGGAAGCTCATCTCCTCTGGCCGGTTTTACCACCCG ACCCAAGATTGGTCCCGAGACACTCCAGAATTCCAACAAGACAGCAAGTTAGAGATGGTTAGGGATGCAG TGCTAGCCGCTATAAATGGGTTGGTGTCGCGGCCATTTAAAGATCTTCTGGGTAAGCTCAAACCCTTGAA CGTGCTTAACTTACTTTCAAACTGTGATTGGACGTTCATGGGGGTCGTGGAGATGGTGGTCCTCCTTTTA GAACTCTTTGGAATCTTTTGGAACCCACCTGATGTTTCCAACTTTATAGCTTCACTCCTGCCAGATTTCC ATCTACAGGGCCCCGAGGACCTTGCCAGGGATCTCGTGCCAATAGTATTGGGGGGGATCGGCTTAGCCAT AGGATTCACCAGAGACAAGGTAAGTAAGATGATGAAGAATGCTGTTGATGGACTTCGTGCGGCAACCCAG CTCGGTCAATATGGCCTAGAAATATTCTCATTACTAAAGAAGTACTTCTTCGGTGGTGATCAAACAGAGA AAACCCTAAAAGATATTGAGTCAGCAGTTATAGATATGGAAGTACTATCATCTACATCAGTGACTCAGCT CGTGAGGGACAAACAGTCTGCACGGGCTTATAT

2. del#

S pomočjo PubMeda odgovorite na naslednja vprašanja, da izveste nekaj več o tem virusu:

  • Katero bolezen povzroča najdeni virus?

  • Kdaj je bil objavljen prvi članek, ki ima v naslovu ime najdenega virusa? S katero metodo so v tem članku določili virus?

  • V katero družino virusov sodi najdeni virus?

3. del#

Norovirusi imajo enoverižni RNA-genom, ki se najprej prevede v dolg poliprotein, ki sam po sebi še ne predstavlja končne funkcionalne oblike virusnih proteinov. Da lahko virus uspešno zaključi replikacijski cikel, se mora poliprotein po prevajanju razcepliti na posamezne zrele proteinske produkte. Pri tem ima ključno vlogo virusna proteaza.

  • Ali ima tudi najdeni virus proteazo? Če jo ima, katere vrste je ta proteaza?

  • V območju katerih aminokislinkih ostankov poliproteina virusa se nahaja proteaza?

  • Iz katerih aminokislinskih ostankov je aktivno mesto proteaze?

  • Kako bi spremenili aminokislinsko zaporedje proteaze, da ta ne bi bila več aktivna?

  • Kako se proteaza aktivira, da lahko začne cepiti poliproteine?

  • Katera dva kofaktorja potrebuje RNA-odvisna RNA polimeraza, ki je tudi del poliproteina tega virusa?

4. del#

Mišji norovirus se pogosto uporablja kot raziskovalni model za človeške noroviruse, ker ga je lažje gojiti in preučevati v laboratoriju, hkrati pa ohranja številne podobnosti v organizaciji genoma in replikacijskem ciklu.Primerjaj aminokislinski zaporedji norovirusne proteaze človeškega in mišjega norovirusa in oceni, če je uporaba mišjega norovirusa kot raziskovalnega modela smiselna. Namig: v UniProtu mišji norovirus išči pod imenom murine norovirus.

  • Primerjaj dolžino obeh proteaz - katera je daljša?

  • Kakšno poravnavo si uporabil za primerjavo aminokislinskega zaporedja?

  • Kolikšen del zaporedja je poravnan?

  • Ali se poravnava začne na prvem aminokislinskem ostanku?

  • Ali je aktivno mesto ohranjeno v obeh proteazah?

  • Poravnaj tudi celotna poliproteina mišjega in človeškega norovirusa. Kaj opaziš?

  • Kaj na podlagi teh podatkov sklepaš o ustreznosti mišjega norovirusa kot raziskovalnega modela?

5. del#

Na drugi križarki se je pojavil soroden norovirus in sicer Norovirus GII.4. Ker je poliprotein le tega slabo anotiran se ga odločiš določiti s pomočjo virusa, ki se je pojavil na prvi križarki.

  • Ali ima poliprotein tega virusa proteazo? V katerem delu zaporedja poliproteina predvidevaš, da se ta nahaja? Zakaj tako predvidevaš?

  • Kateri aminoksilinsk ostankih v poliproteinu so aktivno mesto proteaze Norovirusa GII.4, če jo ta ima?

6. del#

Poleg mišjega norovirusa se za raziskave človeških norovirusov uporabljajo tudi drugi sorodni virusi, ki jih je lažje gojiti v celičnih kulturah. Najdi virus z znano strukutro proteaze, ki se približno ujema z aminokislinskim zaporedjem proteaze norovirusa in bi bila zato lahko primerena za iskanje inhibitorjev proteaze človeškega norovirusa. Izbrani virus naj ne bo druga genogrupa ali sev norovirusa.

  • Proteazo iz katerega virusa si izbral?

  • Preveri v kolikšni meri se ujemata.

  • Misliš, da bi bil primeren nadomestni model?

7. del#

Potencialno uporaben nadomestni model (iz prejšnjega dela naloge) je Tulane virus, ki se dobro razmnožuje v laboratorijskih celicah in ima nekatere podobnosti z norovirusi v celični biologiji.

  • Primerjaj stukturi proteaze iz Tulane virusa in proteaze Norovirusa GI.

  • Sta si bolj ali manj podobni kot ste pričakovali glede na ujemanje aminokislinskega zaporedja?

  • Kako se ujema njuno zaporedje sekundarnih struktur?

  • Kaj zdaj meniš, se ti zdi Tulane virus potencialno ustrezen nadomestni model?

  • Strukturno ujemanje preveri tudi na PDBeFold. Iskanje izvedi s Tulane virusno proteazo.

  • Katera od struktur proteaz je eksperimentalno bolje določena?

8. del#

Ker nas zanima, kako soroden je Tulane virus z Norovirusi, smo se odločili izdelati filogenetsko drevo na osnovi virusnih 3C proteaz. V analizo vključi predstavnike človeških norovirusov, mišji norovirus, Tulane virus ter nekaj drugih sorodnih virusov znotraj družine Caliciviridae. Za bolj oddaljeno primerjavo dodaj še viruse z 3C proteazami iz drugih virusnih skupin.

(Predlogi virusov z 3C ali 2C-like proteazami za filogenetsko drevo: Human norovirus/Norwalk virus, Southampton virus, Chiba virus, Murine norovirus, Tulane virus, Sapovirus, Bovine nebovirus, Rabbit hemorrhagic disease virus, Feline calicivirus, Human rhinovirus in Poliovirus.)

  • Naredi filogenetsko drevo.

  • Ali filogenetsko drevo pokaže evolucijsko povezanost med Tulane virusom in Norovirusi?

  • Je filogenetsko drevo v skladu s pričakovanji?

Contents