Enhancement of Enteric Adenovirus Cultivation in a Newly Constructed Cell Line that Overexpresses Ras Protein

Abstract

Human enteric adenoviruses (HAdVs; serotypes 40 and 41) are noted as an emerging cause of drinking water contamination. Their fastidious characteristic makes them difficult to cultivate, therefore not easy to detect by the standard method of cultivation in mammalian cells. Accordingly, this study was performed to enhance the viral cultivation by transforming cells with Ras gene and to determine the effects of Ras on adenovirus replication. Cells transiently transformed with Ras showed three and seven times higher viral genome copies of mRNA and DNA, respectively, thus we constructed a stable cell line overexpressing Ras gene. As Ras controls a myriad number of signaling pathways, we targeted four most studied pathways to be inhibited. Inhibition of ERK was the only pathway that presented the significant reduction in viral DNA replication. When the newly constructed cell line was infected with HAdVs, they had an increment between 208 and 798,467% at the level of viral DNA. These results indicate that the newly constructed cell has greater efficiency in cultivation of HAdVs, so to make the viral detection in the contaminated water easier.

장염 아데노바이러스는 마시는 물에서의 오염 바이러스로써 근래에 그 심각성이 대두되고 있다. 이 바이러스는 난배양성으로 수질 오염에서의 바이러스 발견을 위한 표준 방법인 세포에서의 배양이 쉽지 않은 특징을 가지고 있다. 따라서 본 연구는 기존의 세포에 Ras 유전자를 증폭 발현시킴으로써 아데노바이러스 증식을 유발하고자 하였다. 세포가 Ras 유전자를 발현하도록 일시적으로 형질 전환되었을 때 그 세포에서의 바이러스 mRNA와 DNA가 각각 세 배, 일곱 배 증가하였다. 따라서 Ras 유전자의 증폭발현에 의한 아데노바이러스의 증식이 유발되었음을 확인하고 세포가 지속적으로 Ras 유전자를 발현할 수 있도록 형질 전환하였다. Ras는 또한 많은 하위 신호 전달경로를 조절하는 단백질의 기능이 있기 때문에 가장 잘 알려진 4개의 신호 전달경로를 선택하여 어느 경로가 아데노바이러스 증식과 관련이 있는지 살펴보았다. ERK 전달경로를 억제해 바이러스를 증폭시켰을 때 다른 경로들과 비교하여 유의하게 바이러스 증폭이 감소함을 확인하였다. 또한 새로이 만들어진 세포주에 아데노바이러스를 증폭시킨 결과, 208-798,467%의 증가가 확인되었다. 따라서 본 연구는 Ras 유전자를 발현하는 새로운 세포주가 아데노바이러스 증식에 더 효율적인 기능이 있으며 따라서 오염된 수질에서의 바이러스 검출을 더 용이하게 할 것이라 기대한다.