İnterferon yolağı ile ilişkili hücresel proteinlerin influenza a virüsü konak özgüllüğüne etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of interferon pathway-related cellular proteins on influenza A virus host specificity
Yazar: ELİF ÇAĞLAYAN
Danışman: PROF. DR. KADİR TURAN
Marmara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Genetik = Genetics
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Moleküler genetik = Molecular genetic ; RNA = RNA ; RNA virüs enfeksiyonları = RNA virus infections ; Stimulator of interferon genes =   ; İnfluenza = Influenza ; İnfluenza A virüsü = Influenza A virus ; İnterferonlar = Interferons

Özet:
Amaç: Bu çalışmada İnfluenza A virüsleriyle enfekte ya da viral RNA polimeraz enzimini kodlayan plazmitler ile transfekte edilen HEK293 hücrelerinde interferonlarla ilişkili genlerin transkript düzeylerinin saptanması ve virüsler ile konak interferon savunma mekanizmaları arasındaki ilişkinin ve viral patogenezin aydınlatılmasına ışık tutacak verilerin elde edilmesi amaçlandı.
Gereç ve yöntem: Çalışmada HEK293 hücreleri kullanıldı. Hücreler İnfluenza A/WSN/33/H1N1 (WSN) veya A/Duck/Pennsylvania/10,218/84/H5N2 (DkPen) virüsleriyle enfekte edildi ya da viral protein kodlayan plazmitlerle transfekte edildi. Hücrelerde interferonlar ile ilişkili genlerin transkript düzeyleri gerçek zamanlı PZR ile saptandı. Deneylerde 89 farklı gen için tasarlanan plakalar (PAHS-016ZD-6/Qiagen) kullanıldı. Genler için belirlenen rölatif transkript değerleri STAT3 geni değerleriyle normalize edildi ve farklı gruplarda transkript düzeyleri karşılaştırdı. Belirlenen bazı genler tarafından kodlanan proteinlerinin viral RNA polimeraz enzimine etkileri araştırıldı. 
Bulgular: Virüs enfeksiyonunun HEK293 hücrelerinde interferonlarla ilişkili genlerin transkript düzeylerinde büyük değişime neden olduğu görüldü. DkPen virüsleriyle enfekte hücrelerde WSN virüslerine göre daha fazla sayıda genin down-regüle olduğu saptandı (DkPen: 32 gen down-regüle, 18 gen up-regüle / WSN: 19 gen down-regüle, 32 genin up-regüle). Transfekte HEK293 hücrelerinde sentez edilen viral RNA polimeraz enzimi PA alt ünitesinin farklı yönlerde de olsa transkript düzeylerinde dramatik değişmelere neden olduğu görüldü. İnterferonlarla ilişkili seçilen proteinlerin çoğunun viral RNA polimeraz enzimini inhibe ettiği saptandı.
Sonuç: İnsanlarda enfeksiyon yapan WSN virüsleri ile karşılaştırıldığında, kuş tipi DkPen virüslerinin HEK293 hücrelerinde daha fazla sayıda geni down-regüle ettiği saptandı.  Özellikle viral polimeraz enzimi PA alt biriminin, hücrelerdeki genlerinin ekspresyonunu etkileyen önemli faktörlerden biri olduğu belirlendi. İnterferonlar ile ilişkili proteinlerin de virüs-konak spesifikliğini belirleyen etkenler arasında olduğu sonucuna varıldı.

Abstract:
Objective: In this study, it was aimed to determine the transcript levels of genes related with interferons in HEK293 cells infected with influenza A viruses or transfected with plasmids encoding the viral RNA polymerase enzyme, and to obtain data for elucidation the relationship between viruses and host interferon defense mechanisms and viral pathogenesis.
Material and methods: The HEK293 cells were used in the study. The cells were infected with Influenza A/WSN/33/H1N1 (WSN) or A/Duck/Pennsylvania/10,218/ 84/H5N2 (DkPen) viruses or transfected with plasmids encoding the viral proteins. Transcript levels of the genes related with interferons in the cells were quantified by real-time PCR. Plates designed for 89 different genes (PAHS-016ZD-6/Qiagen) were used in experiments. The relative transcript values of the genes were normalized with STAT3 gene values and transcript levels were compared in different groups. The effects of proteins encoded by defined genes on theviral RNA polymerase enzyme were investigated.
Results: It was observed that the virus infection caused significant changes in transcript levels of the genes related with interferons in HEK293 cells. More genes were down-regulated in the cells infected with DkPen viruses than that of the WSN viruses (DkPen: 32 genes down-regulated, 18 genes up-regulated / WSN: 19 genes down-regulated, 32 genes up-regulated). The PA subunit of viral RNA polymerase enzyme expressed in transfected HEK293 cells, was shown to cause a dramatic change in transcript level, though in different ways. It was determined that most of the selected proteins related with interferons inhibit the viral RNA polymerase enzyme.
Conclusion: A higher number of interferon-related genes were found to be down-regulated in the cells infected with avian type influenza A/DkPen viruses compared to the human type A/WSN. It was determined that especially the viral polymerase enzyme PA subunit is one of the important factors affecting the expression of genes in cells. It was concluded that proteins associated with interferons are also among the factors determining virus-host specificity.