İnfluenza A Virüsüne Ait PB1 ve PB2 Alt Birimlerinin Evrimsel ve Yapısal Analiziyle Korunmuş Antiviral ve Aşı Hedeflerinin Belirlenmesi
İnfluenza genomu bir RNA polimeraz kompleksi tarafından kopyalanıp çoğaltılır. İnfluenza RNA polimeraz kompleksi, PB1 ve PB2 alt birimlerinden oluşmakta olup, viral RNA sentezi ve konak hücre proteinleriyle etkileşimde kritik rol oynamaktadır. PB1 alt birimi zincir uzatımının katalitik merkezini oluştururken, PB2 alt birimi konak mRNA’larının 5′ cap yapılarını tanıyarak PA aracılığıyla kesilmesini ve sentez için primer olarak kullanılmasını sağlar. Dolayısıyla, RNA polimeraz kompleksinin moleküler düzeyde incelenmesi, virüsün replikasyon mekanizmasının anlaşılması açısından kritik öneme sahiptir. PB1 ve PB2’nin korunmuş yapısal bölgeleri ile konak protein etkileşimleri, bu alt birimleri hem antiviral ilaç hem de aşı geliştirme çalışmaları için öncelikli hedefler haline getirmektedir. Güncel çalışmalar, PB1 ve PB2 alt birimlerinin aşı ve küçük molekül ilaç geliştirme açısından değerlendirilebilir bağlanma bölgeleri içerdiğini göstermektedir. Bununla birlikte, PB1 ve PB2’nin hedef bölgelerinin evrimsel süreçteki korunma düzeylerine ve seçilim baskılarına ilişkin kapsamlı biyoinformatik analizler henüz yapılmamıştır. Bu proje, PB1 ve PB2 genlerinin 2009–2025 arası varyasyon dinamiklerini, seçilim baskılarını ve yapısal korunum desenlerini birlikte analiz ederek literatürde eksik olan uzun dönemli evrimsel haritalamayı gerçekleştirmeyi amaçlamaktadır.
Helen Üce ve Fatma Sevildağ tarafından yürütülen bu proje TÜBİTAK 2209 proje desteği kazanmıştır.
Daha etkili antiviral ilaç ve aşı hedeflerinin belirlenmesi için İnfluenza A virüsüne ait polimeraz kompleksinde alt birimler arası etkileşimlerin biyoinformatik ve moleküler evrimsel analizlerle incelenmesi
İnfluenza A, yüksek mutasyon hızı ve türler arası geçiş yapabilme yeteneği nedeniyle insanlarda ve hayvanlarda önemli bir solunum yolu hastalığı etkeni olmaya devam etmektedir. İnfluenza A virüsünün genomu negatif iplikli tek zincirli RNA’dan oluşur ve viral proteinlerin üretilmesi ve genomun çoğaltılabilmesi için öncelikle viral RNA’ya bağımlı RNA polimeraz (RdRp) kompleksi tarafından mRNA’ya çevrilmesi gerekir. İnfluenza virüs polimerazı, PB1, PB2 ve PA olmak üzere üç ana segmentten oluşan heterotrimerik bir komplekstir. İnfluenza viral mRNA’ları 5′ cap yapısına sahip değildir; bu nedenle virüs, “cap-snatching” adı verilen bir mekanizma ile konak pre-mRNA’larının cap yapılarını çalar. Bu polimeraz kompleksi, PB2’nin konak 5′ cap içeren RNA’yı bağlaması, PA’nın endonükleaz aktivitesi ile bunu kesmesi ve PB1’in bu cap içeren fragmanı kullanarak viral mRNA sentezlemesi şeklinde son derece koordineli etkileşimler ile çalışır. Bu alt birimler ve alt birimler arası etkileşimlerin biyoinformatik ve moleküler evrimsel analizleri, adaptif mutasyonların, reassortment olaylarının ve evrimsel baskıların polimeraz fonksiyonunu ve viral uygunluğu nasıl şekillendirdiğini anlamak için kritik öneme sahiptir. Evrimsel olarak kısıtlanmış bölgelerin belirlenmesi, antijenik sürüklenmeye ve direnç gelişimine daha az duyarlı, daha stabil antiviral ilaç ve aşı hedeflerinin tanımlanmasını sağlayabilir. Bu nedenle, moleküler evrim, filogenetik ve biyoinformatik yaklaşımların entegre edilmesi, influenza A virüsünün polimeraz kompleksinin yüksek derecede korunmuş fonksiyonel bölgelerini hedefleyen yeni terapötik stratejilerin keşfine katkıda bulunabilir. Son yıllarda yapılan çalışmalar, influenza A virüsünün polimeraz kompleksine giderek daha fazla odaklanmaktadır; çünkü bu kompleks, viral replikasyon makinesinin hem oldukça korunmuş hem de fonksiyonel olarak kritik bir bileşenidir. Bu bağlamda, bu projenin amacı 2009–2025 yılları arasında polimeraz kompleksinin evrimsel dinamiklerini incelemek ve gözlenen evrimsel örüntülere dayanarak uygun ve korunmuş aşı hedeflerinin belirlenmesine katkıda bulunmaktır.
Bu proje Yüksek Lisans öğrencisi Ayşegül Karadeniz tarafından yürütülmektedir.
Pandemi Döneminde ve Pandemi Dışı Yıllarda İnsan H1N1pdm09 HA ve NA Genlerinin Moleküler Evrimsel ve Popülasyon Genetiği Analizleri
Hemaglutinin (HA) proteini, influenza (grip) virüsünün hücre yüzeyine bağlanmasını kolaylaştırarak konakçı hücrelere girmesinde önemli bir rol oynar. Bu özel rol, HA’nın etkisini bloke etmenin enfeksiyon sürecini engelleyebileceği için, antiviral tedaviler ve aşılar geliştirmeyi amaçlayan araştırmalar için onu cazip bir hedef haline getirir. Nöraminidaz (NA) proteini, enfekte hücrelerden yeni oluşan viral parçacıkların salınması için hayati öneme sahiptir ve virüsün solunum yolu boyunca yayılmasına yardımcı olur. Viral replikasyonu sınırlamak için NA’nın işlevlerini engellemeyi hedefleyen antiviral ilaçlar geliştirmeye çalışan çalışmalar mevcuttur. 2009 pandemik H1N1 influenza virüs sekanslarının moleküler evrimini incelemek, virüsün hemaglutinin ve nöraminidaz proteinleri üzerinde etkili olan seçilim türleri hakkında değerli bilgiler sağlayabilir. Bu bulgular, daha iyi aşı ve ilaç (küçük molekül) geliştirme ve küresel viral dinamikleri izleme için kullanılabilecek bu proteinlerin en çok korunan ve en hızlı evrimleşen kısımlarını belirlemek için kullanılabilir.
Bu proje doktora öğrencisi Kıvanç Naycı tarafından yürütülmektedir.
2009 (pandemi yılı) ve 2022 (pandemi dışı yıl) yılları arasında HA geni boyunca sinonim değişim normalize edilmiş amino asit sabitlemelerinin kayan pencere karşılaştırması.