title: Investigating the life cycle of a haloalkaliphilic virus
Creators: name: Kaufmann, Martin
Publisher: name: :none
Year: 2017

description: Der Natrialba magadii Virus φCh1 war der erste beschriebene Virus, der haloalkaliphile Archaeen infiziert. Die Forschung an halophilen und generell extremophilen Organismen trägt signifikant zum Verständnis der Evolution des Lebens auf der Erde sowie zur Entwicklung von industriellen Anwendungen bei. Diese Arbeit befasst sich mit den molekularen Regulatoren und Elementen des Lebenszyklus von φCh1. In vorangegangenen Studien wurde gezeigt, dass das ORF79 Genprodukt von φCh1 als ein Repressor des lytischen Zyklus dieses Virus wirkt. Der ORF79-Deletionsstamm φCh1-ΔORF79 zeigte einen früheren Beginn der Lyse sowie eine Deregulation mindestens eines essentiellen strukturellen Viruscapsidproteins. Dieses regulatorische Element wurde hier näher untersucht. Eine transkriptionelle Analyse des ORF79 mRNA mithilfe von RT-PCR kombiniert mit Southern Blot zeigte eine konstitutive Expression des Gens. Untersuchungen der Zusammensetzung von strukturellen Proteinen im ORF79-Deletionsstamm φCh1-ΔORF79 offenbarten keine augenscheinlichen Unterschiede zwischen der Mutante und dem Wildtyp. Diese Beobachtungen in Kombination mit vorrangegangenen Elektronenmikroskopaufnahmen der beiden Stämme zeigen, dass der ORF79 keine Auswirkungen auf die Morphologie des Virus φCh1 hat. Des Weiteren wurden Wachstumsparameter von φCh1 und φCh1-ΔORF79 untersucht. Die ORF79-Mutante weist eine verlängerte Eclipseperiode sowie eine um den Faktor drei reduzierte Burst Size auf. Die Untersuchungen des ORF79 im Rahmen dieser Arbeit werden zu einem umfassenderen Verständnis dieses Regulators der Entwicklung von φCh1 beitragen. Eine wichtige Fragestellung in der Forschung mit φCh1 ist die Identifizierung des Virusrezeptors auf der Oberfläche des Wirtes Natrialba magadii. Glykosylierte Oberflächenproteine dienen oft als Virusrezeptoren, die für die Erkennung und Anhaftung an der Wirtszelle verantwortlich sind. AglB und Pilin-Proteine in Archaeen sind im Zusammenbau und dem strukturellen Aufbau von glykosylierten Oberflächenstrukturen beteiligt. Der zweite Teil dieser Arbeit befasste sich mit der Konstruktion von aglB und pilin Deletionsmutanten in dem Archaeon N. magadii. Da die Konstruktion der Mutanten im Rahmen dieser Arbeit nicht fertig gestellt werden konnte, wird dies eine wichtige Aufgabe für zukünftige Studien darstellen.
description: φCh1 of Natrialba magadii was the first virus to be described that infects an haloalkaliphilic archaeon. Research on halophilic and extremophilic organisms in general contributes significantly to a better understanding of the evolution of life on earth, as well as to the development of industrial applications. This thesis examines molecular regulators and elements of the φCh1 life cycle. In preliminary studies, the ORF79 gene product of φCh1 was shown to act as a repressor on the lytic cycle of the virus. An ORF79-deficient strain φCh1-ΔORF79 showed an earlier onset of lysis, as well as a deregulation of at least one essential structural virus capsid protein. Here this regulatory element was further characterized. A transcription analysis of the ORF79 mRNA using RT-PCR combined with Southern blotting showed a constitutive expression of the gene. Analysis of the structural protein composition in the ORF79-deficient virus strain φCh1-ΔORF79 revealed no evident differences between the mutant and the wild-type strains. These findings, combined with preliminarily conducted electron micrographs of the two strains, show that the ORF79 has no influence on the morphology of φCh1. In this thesis, growth parameters of φCh1 and φCh1-ΔORF79 were also determined and compared. The ORF79-deficient strain shows a prolonged eclipse period as well as a three-fold reduced burst size. The studies on the ORF79 conducted during the course of this thesis will contribute to a more comprehensive understanding of this regulator of the φCh1 live cycle. An important question related to research on φCh1 is what determines the virus receptor on the surface of its host, Natrialba magadii. Glycosylated surface proteins often serve as viral receptors involving recognition and adhesion to the host cell. Archaeal AglB and Pilin proteins are involved in the assembly and composition of glycosylated surface structures. The second part of this thesis details the construction of aglB and pilin deletion mutants in the archaeon N. magadii. Since the mutants’ construction was not completed in the course of this thesis, it will provide a meaningful task for future studies.