Bakgrunn
Det forskes for tiden intenst for å forstå smitte, infeksjonsforløp og sykdom forårsaket av SARS-CoV-2, men mye er uklart. Vi vet f.eks ikke hvilke mekanismer viruset benytter for å replikere i vertscellen. Virusinfeksjoner kontrolleres blant annet av kjemiske modifikasjoner (metylering) av virus-RNA og mRNA (epitranskriptom). Disse kjemiske modifikasjonsprosessene er viktige for vertcellen, da de bestemmer utfallet til RNAet (om det skal dannes til protein, relokaliseres eller degraderes). Dette er en dynamisk prosess, der RNAet blir modifisert av metyltransferaser. Metylgruppen kan fjernes av bestemte demetylaser. Det modifiserte RNAet interagerer med bestemte proteiner, og RNAets «skjebne» er bestemt av hvilket protein som binder metylgruppen (YTHDF 1,2 eller 3). Metylering av virus-RNA har vært kjent lenge og vi vet at f.eks at HIV benytter seg av denne mekanismen for å fasilitere infeksjon. Metylering av SARS-CoV-2-RNA er ennå ikke beskrevet. Zikavirus RNA, som i likhet med coronavirus har enkelstrenget RNA og replikeres i cytoplasma, har vist seg å være metylert. Vår hypoteste er at SARS-CoV-2 metyleres i vertcellen og at dette er positivt for virusreplikasjon
Vi søker etter en forskerlinjestudent som vil være med på å undersøke hvordan SARS-CoV-2 interagerer med vertcellen. Vi har allerede mottatt en klinisk SARS-CoV-2 stamme som vi gror i cellekultur i biosikkerhet 3 (BSL 3) fasiliteter på Rikshospitalet.
Problemstilling
Vi vil undersøke om SARS-CoV-2 har utviklet måter å kontrollere de reversible RNA modifikasjonsprosessene i vertscellen. Vår hovedhypotese er at metylering av SARS-CoV-2 og vertcelle-mRNA spiller en nøkkelrolle for å fasilitere SARS-CoV-2 replikasjon. For å undersøke dette vil vi utføre følgene delprosjekter:
- Analysere nivåer av RNA-metylering i SARS-CoV-2 RNA
- Kartlegge metyleringssteder i SARS-CoV-2 RNA og vertcellemetylom
- Undersøke hvordan SARS-CoV-2-infeksjon påvirkes når metylmodifikasjonene endres
Mål og metode
- Analysere metyleringsnivåene i viralt SARS-CoV-2-RNA og mRNA isolert fra cellekulturforsøk vha massespektrometri (MS).
- Kartlegge SARS-CoV-2 og vertcelle-mRNA for metylering vha immunpresipitering og RNA-sekvensering.
- Undersøke effekten av RNA-metyleringsnivåer i SARS-CoV-2 og vertsceller når de respektive demetylasene og metyltransferasene er nedregulert vha siRNA-teknologi
- Undersøke om YTHDF1,2 og/eller 3 binder til SARS-CoV-2 RNA ved infeksjon
Studentens arbeidsoppgaver
- Dyrke og infisere humane celler med SARS-CoV-2 i BSL3 fasiliteter
- Fjerne demetylaser og metyltransferaser vha siRNA, undersøke nedregulering vha PCR og/eller Western blotting
- Måle SARS-CoV-2-replikasjon vha cytopatisk effekt i humane celler(CPE)
- Gjøre immunpresipitasjonsforsøk
- Følge opp nye funn, være med på å planlegge og utføre nye eksperimenter
Om forskningsmiljøet
Virologisk forskningsgruppe består av syv leger, to forskere, tre ph.d.-kandidater og fem ingeniører som blant annet forsker på SARS-CoV-2, HIV og CMV. Vi holder til på Ullevål Sykehus og Rikshospitalet/Sintef. Dette prosjektet vil i hovedsak gjennomføres på Rikshopitalet/Sintef. Mari Kaarbø, som leder forskningsgruppen, vil være hovedveilder på prosjektet. Mari Kaarbø har jobbet som forsker siden 2005 og har tidligere vært medveileder for en ph.d.-kandidat, en forskerlinjestudent og hovedveileder for syv masterstudener samt en rekke Erasmus + studenter. Virologisk forskningsgruppe er en del av et stort og faglig bredt forskningsmiljø på Avdeling for Mikrobiologi, som består av over 70 forskere og har et godt faglig og sosialt miljø. Seksjonen vår har hatt mange fornøyde forskerlinjestudenter.
Vi har et nært samarbeid med klinikere på OUS som gir en unik mulighet for translasjonsforskning.