Diese Arbeit zeigt das Vorkommen von fünfundzwanzig neuen Norovirusstämmen in Deutschland und stellt ihre phylogenetischen Verwandschaftsverhältnisse dar. Bei zweien dieser Stämme handelte es sich um natürlich entstandene rekombinante Viren, deren Rekombinationsbruchpunkte innerhalb der Capsidregion lagen. Die Schnittstellen wiesen in ihrer unmittelbaren Umgebung charakteristische Eigenschaften rekombinanter Viren auf. Die Virulenz und die Antigenität des Erregers, sowie die Methoden der taxonomischen Zuordnung wurden in Bezug auf die Tragweite dieser Ergebnisse diskutiert. Die genetische Information für den Virusnachweis wurde aus 119 NV-positiven Stuhlproben von bis zu vier Jahre alten Kindern isoliert und sind in den Städten Hamburg, Bochum, Freiburg, Erlangen und Dresden zwischen 1997 und 1998 gesammelt worden. Durch Amplifikation und Sequenzierung wurde die komplette Capsidsequenz von fünfundzwanzig zuvor noch nicht beschriebenen NV-Stämmen ermittelt und mit Maximum-Likelihood Analysen ihre verwandschaftliche Beziehung als phylogenetischer Baum dargestellt. Durch verschiedene, zum Rekombinationsnachweis geeignete Methoden (Exploratory Tree Analysis, Similarity Plots, Splits Tree und Sawyer´s Test) wurden der Datensatz auf das Vorkommen von Rekombinationsereignissen untersucht. Splits Tree lieferte zunächst Hinweise auf insgesamt drei rekombinante Stämme: Hamburg180/1997/GE (HH180), Hamburg137/1997/GE (HH137) und Bochum272/1987/GE (BO272). Durch die im Anschluss verwendeten Methoden (s. o.) wurden jedoch nur die zwei Erstgenannten als Mosaiksequenzen bestätigt, so dass der Stamm BO272 nicht in die Endergebnisse aufgenommen wurde. Sim Plot und Exploratory Tree Analysis ordneten den rekombinanten Stämmen die jeweiligen Parentalstämme zu. Dem zufolge entstanden beide Rekombinanten aus Viren der NV-Genogruppe II/4, HH180 aus Hamburg189/1997/GE und Bochum024/1998/GE und HH137 aus Hamburg189/1997/GE und Hamburg139/1997/GE. Durch das Programm LARD wurden die genauen Lokalisationen der jeweiligen Rekombinationsbruchpunkte ermittelt. Diese befanden sich beim Stamm HH180 an den Sequenzpositionen 519 nt und 762 nt und beim Stamm HH137 an der Position 768 nt. Vor und nach diesen Bruchpunkten wurden Maximum-Likelihood-Bäume aus dem rekombinantem Stamm, den beiden Parentalstämmen und einer Außengruppe erstellt. Mit hohen Boostrapwerten für die einzelnen Verzweigungen wechselten beide rekombinanten Stämme nach jedem Bruchpunkt ihre phylogenetische Zugehörigkeit zu einem anderen Parentalvirus innerhalb des konstruierten Baumes. Um beurteilen zu können, ob Noroviren generell dazu neigen, genetische Information auszutauschen, wurde die Struktur der Rekombinationsregion anaysiert und mit der Struktur von Viren, bei denen Rekombinationsereignisse gehäuft nachgewiesen werden konnten, verglichen. Beide Stämmme zeigten typische Eigenschaften von sogenannten ‚homologous recombination activators’. In Bezug auf die Genomorganisation befanden sich bei jeder Rekombinanten eine der Schnittstellen im Bereich der Protruding-Region der Capsidsequenz, in der sich vermutlich die Antikörper-Bindungsstelle des Virus befindet. Diese Studie zeigt also im Einklang mit späteren Ergebnissen, dass homologe Rekombination innerhalb des NV-Capsidgens kein isoliertes Ereignis darstellt. Im Hinblick auf immunologische Bedeutung und Klassifikation wurde die Tragweite von Rekombinationsereignissen innerhalb verschiedener Genomabschnitten diskutiert und alternative Lösungen vorgeschlagen. Es ist fraglich, ob bei natürlichem Vorkommen von Rekombination in wahrscheinlich immunologisch bedeutsamen Regionen des Virusgenoms die Sequenzierung der Polymerase-Region zur Klassifikation ausreicht, oder ob die Verwendung der Capsidregion sinnvoller wäre. / In this study we have assessed the occurence of recombination in the norovirus capsid gene. For this purpose, 25 complete capsid sequences of norovirus strains, generated from norovirus-positive clinical samples were examined. Recombination was detected in two of the 25 strains, both belonging to the genetic cluster II/4 and so did the parental strains, which were also identified. Recombination breakpoints were in one of the strains located at the interface P1-1 and P2 domain, and in the other, there was an additional breakpoint in the S domain. Each one was validated independently by different recombination detecting methods (SimPlot, Exploratory Tree Analysis, Sawyer´s Test, and LARD). The recombination region displayed features such as length, sequence composition, and predicted RNA secondary structure that are characteristic of homologous recombination activators. Our results suggest that recombination in the norovirus capsid gene may naturally occur, involving capsid domains presumably exposed to immunological pressure.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:2476 |
| Date | January 2006 |
| Creators | Münch, Julia Eva Maria |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | deu |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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