Semliki Forest viiruse replikaasivalgu nsP1 uurimine

Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsioone.Semliki Forest viirus kuulub alfaviiruste perekonda sugukonnas Togaviridae. Alfaviirused on olulised patogeenid ning põhjustavad erinevaid vaevusi nii loomadele kui ka inimestele. Levik looduses toimub sääskede vahendusel. Lisaks tähtsusele patogeensuse tõttu on alfaviirused kasutusel ka bio- ning geenitehnoloogias. Alfaviirustel on positiivse polaarsusega RNA genoom, millelt transleeritakse viiruse replikaasi subühikud (nsP1-nsP4). Antud töö põhiline uurimisobjekt nsP1 vastutab lisaks osalemisele replikatsioonil ja transkriptsioonil replikaasi sidumise eest peremeesraku membraanidele. Antud töö tulemusena tuvastati, et nsP1 palmitüleerimine membraaniga seondumise tugevdamiseks ei ole viirusele hädavajalik. Palmitüleerimine hõlbustab kontaktide loomist nsP1 ja viiruse polümeraasi (nsP4) vahel imetaja rakkudes. Palmitüleerimise puudumisel omandab viirus sekundaarsed mutatsioonid, mis taastavad vastavate kontaktide moodustamise võimet imetajarakkudes. Samad mutatsioonid viiruse elulemust putuka rakkudes olulisel määral ei mõjuta. Leiti, et mittestruktuurse polüproteiini lõikamine nsP1 ja nsP2 vahelt on üks funktsionaalse replikaaskompleksi moodustumise kontrollpunktidest. 1/2 saidi lõikamise kiirendamine vähendab olulisel määral viiruse infektsioonilisust; lõikamise aeglustamisel on väiksem mõju. Mutatsioonanalüüs näitas, et 1/2 saidi lõikust mõjutab eelkõige üks nsP1 valgus lõpus asuv aminohappejääk (P5). Täiendav mutatsioon nsP2 kodeerivas piirkonnas (Q706R) taastas mutantse lõikesaidiga viiruse elujõulisuse ja liitvalgu korrektse lõikamise imetaja rakkudes, ent selline viirus ei suutnud edukalt paljuneda putuka rakkudes ning terviklikku interferoonvastust omavates imetaja rakkudes. Nendest tulemustes lähtuvalt pakuti välja hüpotees, mille kohaselt mutatsioonid 1/2 lõikesaidis ja nsP2 valgus põhjustavad viiruse P123 liitvalgu eluea pikenemise, mis takistab viiruse võimet blokeerida natiivse immuunvastuse teket. Uuritud mutatsioonide bioloogiliste efektide põhjalikumaks uurimiseks on tarvis läbi viia loomkatseid.Semliki Forest virus is a member of the family Togaviridae genus Alpavirus. Alphaviruses are pathogens that cause illness in animals and humans. In nature mosquitos transmit the pathogen. In addition to the importance as pathogens alphaviruses are widely used as biotechnological tools. Alphaviruses have a RNA genome with positive polarity and the replicase subunits (nsP1-nsP4) are translated directly from the genome. nsP1, the protein of investigation in the current thesis, is involved in regulating the formation of a replicase complex and attaching the complex to host cell membranes. In the current thesis it was detected that the palmitoylation of nsP1 as a mean for strengthening the interaction with membranes is not indispensable for the virus. In mammalian cells palmitoylation enables direct contacts to be formed between nsP1 and the viral polymerase. If nsP1 is not palmitoylated, the virus acquires second-site mutations that rescue the ability to form contacts between these proteins. The viability of the virus in insect cells is not much affected by same compensatory mutations. The analysis of the processing requirements between nsP1 and nsP2 in the SFV ns-polyprotein highlighted its importance as one of the major regulatory points in the assembly of a functional replication complex. The accelerated processing of this site severely diminished the infectivity of the corresponding mutant genome, while a reduction in the cleavage efficiency had only a minor effect. The processing of the 1/2 site depends mostly on the amino acid residue in the terminal region of nsP1 (P5). An additional mutation (Q706R) in the nsP2 coding region rescued the viability of the virus with the mutant cleavage site and the correct polyprotein processing. The resulting viruses failed to replicate as efficiently as in mammalian cells in both insect cells and mammalian cells with an intact IFN system. It was suggested that the prolonged stabilty of polyprotein P123 that results from the mutation in the P5 position in the 1/2 cleavage site and the Q706R mutation in the nsP2 coding region contributes to the enhanced native immune response in these cells. Detailed studies using animal models are required to provide further information about the biological implications of these findings

Properties and use of novel replication-competent vectors based on Semliki Forest virus

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Semliki Forest virus (SFV) has a positive strand RNA genome and infects different cells of vertebrates and invertebrates. The 5' two-thirds of the genome encodes non-structural proteins that are required for virus replication and synthesis of subgenomic (SG) mRNA for structural proteins. SG-mRNA is generated by internal initiation at the SG-promoter that is located at the complementary minus-strand template. Different types of expression systems including replication-competent vectors, which represent alphavirus genomes with inserted expression units, have been developed. The replication-competent vectors represent useful tools for studying alphaviruses and have potential therapeutic applications. In both cases, the properties of the vector, such as its genetic stability and expression level of the protein of interest, are important.</p> <p>Results</p> <p>We analysed 14 candidates of replication-competent vectors based on the genome of an SFV4 isolate that contained a duplicated SG promoter or an internal ribosomal entry site (IRES)-element controlled marker gene. It was found that the IRES elements and the minimal -21 to +5 SG promoter were non-functional in the context of these vectors. The efficient SG promoters contained at least 26 residues upstream of the start site of SG mRNA. The insertion site of the SG promoter and its length affected the genetic stability of the vectors, which was always higher when the SG promoter was inserted downstream of the coding region for structural proteins. The stability also depended on the conditions used for vector propagation. A procedure based on the <it>in vitro </it>transcription of ligation products was used for generation of replication-competent vector-based expression libraries that contained hundreds of thousands of different genomes, and maintained genetic diversity and the ability to express inserted genes over five passages in cell culture.</p> <p>Conclusion</p> <p>The properties of replication-competent vectors of alphaviruses depend on the details of their construction. In the case of SFV4, such vectors should contain the SG promoter with structural characteristics for this isolate. The main factor for instability of SFV4-based replication-competent vectors was the deletion of genes of interest, since the resulting shorter genomes had a growth advantage over the original vector.</p

The indigenous arbuscular mycorrhizal fungal colonisation potential in potato roots is affected by agricultural treatments

ArticlesThere is an urgent need to develop novel approaches to enhance sustainable agriculture while not reducing cr op yields. Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi establish symbiotic associations with most crop plants improving plant performance and soil health. This study investigated the extent of colonisation of potato roots by indigenous AM fungi in the arable soil under conventional and organic farming systems. Potato roots had greater AM fungal colonisation levels under organic than conventional farming, though in general, root colonisation levels were extremely low in both farming systems . Pota to root AM fungal colonisation was lower with higher soil P content and higher with higher annual C input. Trap plant root AM fungal colonisation was considerably higher than in field potato roots and showed that soil mycorrhizal inoculum potential was hig her in organic than in conventional farming. Thus, the positive impact of manure application in organic fields to the potato AM fungal colonisation can be explained by previous higher total annual C fresh organic matter input and lower soil P content under treatment. Furthermore, the natural AM fungal abundance in the soil was sufficient to colonise trap plant roots, suggesting a low mycorrhizal dependence of the studied potato cultivar

Erodeeritud muld : Eroded soil

Erodeeritud mullad moodustavad u 1,2% kogu Eesti maafondist, suurem on nende osakaal põllumajandusmaal (u 3,1%). Rohkesti leidub neid Otepää, Haanja ja Karula kõrgustikul, samuti Kagu-Eesti lavamaal (Tartu, Põlva, Vastseliina), vähemal määral Sakala kõrgustiku ümbruses (Viljandi, Abja, Tõrva) ja Pandivere kõrgustikul. Maastikus on nad kõrvuti reljeefi madalamatel osadel asuvate deluviaalmuldadega ning erodeerimata leostunud, leetjate, näivleetunud ja leetunud muldadega. Reljeefi madalamatelt osadelt võib leida ka glei- ja madalsoomuldasid. Kuna Lääne-Eestis ja saartel on Eesti keskmisest rohkem liiv- ja turvasmuldi ning ilmad tuulisemad, on seal tuuleerosiooni all kannatavate maade osakaal Eesti keskmisest suurem. Tekst: Enn Leedu, Alar Astover. Fotod: Alar Astover, Maa-amet (aerofoto). Kaart: Priit Penu, Tambet Kikas.Aasta muld 2020 kuulutati välja X Mullapäeval, 5. detsembril 2019

Calcaric Cambisol; Regosol (WRB)

Rähkmullad moodustavad 4,7% kogu Eesti mullastikust ja 9% põllumaast, gleistunud rähkmullad vastavalt 1,6 ja 2,1%. Rähkmuldade peamine levikuala on Põhja- ja Loode- Eesti ning saared. Ülekaalus on need Harju, Lääne ja Saare maakonnas. Gleistunud rähkseid liivmuldi esineb kõige rohkem Hiiumaal, gleistunud rähkseid liivsavimuldi Läänemaal (11,9% haritavast maast), gleistunud rähkseid savimuldi on väga vähe. Piiratult leidub rähkmuldi ka Lõuna-Eestis Otepää ja Haanja kõrgustikul üksikute moreenkõrgendike lagedel ja nõlvadel. Valkjashalli rähkmoreeni levikupiirkonnas kaasnevad rähkmuldadega paepealsed mullad, mujal peamiselt leostunud mullad. Rähkmuldade ülekaaluga muldkattele on iseloomulik mullaerimite suur kirjusus.Aasta muld 2021 kuulutati välja XI Mullapäeval, 3. detsembril 2020

EstSoil-EH: a high-resolution eco-hydrological modelling parameters dataset for Estonia

https://essd.copernicus.org/articles/13/83/2021

Näivleetunud muld : Stagnic Luvisol, WR

InfovoldikNäivleetunud muldi esineb rohkesti Kagu-Eesti lavamaal ja Sakala kõrgustikul. Otepää, Haanja ja Karula kõrgustikul leidub neid laugematel aladel. Näivleetunud mullad moodustavad kooslusi leetunud ja leetjate muldadega. Näivleetunud muldi on u 10% Eesti maafondist, põllumajandusmaal on neid üle 20%. Kõige rohkem on näivleetunud muldi Põlvamaal. Tekst: Alar Astover, Enn Leedu. Fotod: Hugo Roostalu, Endla Reintam. Kaart: Priit Penu, Tambet Kikas.Aasta muld 2018 kuulutati välja VIII Mullapäeval, 5. detsembril 2017

A human genome-wide loss-of-function screen identifies effective chikungunya antiviral drugs

Chikungunya virus (CHIKV) is a globally spreading alphavirus against which there is no commercially available vaccine or therapy. Here we use a genome-wide siRNA screen to identify 156 proviral and 41 antiviral host factors affecting CHIKV replication. We analyse the cellular pathways in which human proviral genes are involved and identify druggable targets. Twenty-one small-molecule inhibitors, some of which are FDA approved, targeting six proviral factors or pathways, have high antiviral activity in vitro, with low toxicity. Three identified inhibitors have prophylactic antiviral effects in mouse models of chikungunya infection. Two of them, the calmodulin inhibitor pimozide and the fatty acid synthesis inhibitor TOFA, have a therapeutic effect in vivo when combined. These results demonstrate the value of loss-of-function screening and pathway analysis for the rational identification of small molecules with therapeutic potential and pave the way for the development of new, host-directed, antiviral agents

Umbric Podzol (WRB)

Leetunud mullad on kujunenud leetumise ja kamardumise koosmõjul ning neile on iseloomulik rohkem kui 5 cm tüseduse huumuskihi olemasolu. Need mullad on karbonaadivaesed ja kerge lõimisega (liivad või saviliivad). Kamardumise all mõistetakse huumushorisondi teket. Leetumine on mulla mineraalosa lagunemine happeliste huumusainete mõjul ja laguproduktide uhtumine mulla sügavamatesse kihtidesse laskuva veega. Leetunud mulla profiil on väljauhteline, vahetult huumushorisondi alla võib jääda hele leethorisont või profiili alumisest osast tumedam välja-sisseuhte komplekshorisont. Looduslikel aladel katab mullapinda metsa- või rohumaade kõdu. Leetunud mulla huumushorisont on mõõdukalt või tugevasti happeline. Esineb ka selliseid leetunud muldi, mille profiili alumises osas leidub gleistumise ehk ajutise liigniiskuse tunnuseid. Gleistunud leetunud mullad asuvad reljeefi madalamatel osadel, on ajutiselt liigniisked perioodiliselt kõrgele tõusva põhjavee tõttu ja mullaprofiili alumises osas võib näha selgelt väljakujunenud roostetäppe või -laike. Neil on sisseuhtehorisont huumusainetest ning raua ja alumiiniumi oksiididest sageli mustjaspruuniks värvunud.Aasta muld 2023 kuulutati välja XIII Mullapäeval, 5. detsembril 2022