Search

Research background. During the current SARS-CoV2 pandemic, as well as earlier SARS and MERS epidemics, it has been observed that COVID19-positive women on average tend to have milder symptoms and lower fatality rates than men. There is a number of differences between the sexes known to contribute to different immune responses and severity of the disease, one being the effect of estrogen via estrogen receptor signalling. We wondered if estrogen might also affect the SARS-CoV2 more directly, perhaps by binding to the surface glycoprotein (S protein), thus possibly reducing its infectivity. Experimental approach. To assess whether there is a possibility for estrogen binding on the SARS-CoV2 S protein, we used BLAST and HHpred to compare protein sequences of S protein and human estrogen receptor β, while 3D structures of a potential estrogen binding site and an active site of estrogen receptor β were visualized and compared using PyMOL. Results and conclusions. By comparing the sequence of SARS-CoV2 S protein with the human estrogen receptor β, we identified a potential estrogen binding site on S protein and further determined that it also shares notable similarities with the active site of ER β when observed in 3D structure of their respective proteins. As a control, SARS-CoV2 S protein was compared with the human androgen receptor, and no such similarities were found. The potential estrogen binding site is part of coronavirus S2 superfamily domain, which is involved in host-virus membrane fusion during infection and appears to be conserved throughout the Coronaviridae family. Novelty and scientific contribution. This preliminary communication shows that SARS-CoV2 S protein features a potential estrogen binding site. Hopefully, this will prompt a more comprehensive study on the possibilities of estrogen binding on the S protein and the effect this might confer on the virus infectivity., Pozadina istraživanja: Tijekom trenutne SARS-CoV2 pandemije, ali i ranijih epidemija virusa SARS i MERS, primijećeno je da žene oboljele od COVID-19 imaju u prosjeku blaže simptome bolesti, te niži postotak smrtnosti od muškaraca. Poznato je da niz faktora pridonosi različitom imunološkom odgovoru i težini bolesti između spolova. Između ostalog, na sam imunološki odgovor utječe prisutnost hormona estrogena u organizmu i to posrednim djelovanjem preko signalnog puta receptora za estrogen. Međutim, postavili smo pitanje je li moguće da estrogen djeluje direktno na virus SARS-CoV2, i to možda vezanjem na glikoprotein na površini virusne čestice (S protein), čime bi se mogla umanjiti infektivnost virusa. Eksperimentalni pristup: Radi procjene mogućnosti vezanja estrogena na S protein virusa SARS-CoV2 usporedili smo proteinske sekvence S proteina i humanog estrogen receptora β pomoću alata BLAST i HHpred, a 3D strukture potencijalnog mjesta za vezanje estrogena na S proteinu i aktivnog mjesta estrogen receptora β vizualizirali smo i usporedili pomoću programskog alata PyMOL. Rezultati i diskusija: Usporedbom sekvence S proteina virusa SARS-CoV2 sa sekvencom humanog estrogen receptora β, identificirali smo moguće mjesto vezanja estrogena na S proteinu, a promatranjem njihovih 3D struktura utvrdili veliku sličnost tog aktivnog mjesta s aktivnim mjestom ER β. S protein virusa SARS-CoV2 uspoređen je s humanim androgen receptorom radi kontrole dobivenih rezultata, no nije utvrđena sličnost među njima. Potencijalno mjesto vezanja estrogena dio je domene S2 koja sudjeluje u fuziji membrana virusa i stanice domaćina tijekom infekcije, te je konzervirana u virusima iz porodice Coronaviridae. Novina i znanstveni doprinos: U ovom prethodnom priopćenju prikazana je mogućnost da S protein virusa SARS-CoV2 nosi mjesto za vezanje estrogena. Ovo saznanje moglo bi potaknuti provedbu sveobuhvatnije studije stvarnih mogućnosti vezanja estrogena na S protein i eventualnog učinka koji bi to moglo imati na infektivnost virusa.

Za proizvodnju bioetanola iz lignoceluloznih hidrolizata potreban je proizvodni soj koji dobro podnosi prisutnost inhibitora rasta i fermentacije te veliku koncentraciju etanola. Stoga smo konstruirali hibridne diploide kvasca Saccharomyces cerevisiae međusobnim križanjem dvaju prirodnih izolata, Yllcl 7_E5 i UWOPS87-2421. Soj Yllcl 7_E5 izoliran je iz vina kao dobar proizvođač etanola, a soj UWOPS87-2421 izoliran je iz cvijeta kaktusa Opuntia megacantha i otporan je na inhibitore koji se mogu naći u lignoceluloznim hidrolizatima. Hibridni sojevi rasli su brže od ishodnih sojeva u odsutnosti i prisutnosti octene i levulinske kiseline te 2-furaldehida, koji se često nalaze kao inhibitori rasta u lignoceluloznim hidrolizatima, a pojačana ekspresija gena YAPI povećala je preživljenje testiranih sojeva. Također, pojedini su hibridni sojevi, iako potječu od dvaju istih ishodnih sojeva, pokazali različit fermentativni potencijal u testu proizvodnje C02, što upućuje na njihovu genetičku varijabilnost koja omogućava daljnju selekciju poželjnih svojstava. Iz naših se rezultata može zaključiti da se kombiniranjem konstrukcije hibridnih sojeva i metoda genetičkog inženjerstva mogu oplemeniti i razviti novi biotehnološki relevantni sojevi kvasca S. cerevisiae. Osim toga, utvrđeno je da je uspješnost ciljanja gena u prirodnim izolatima S. cerevisiae (Yllcl 7_E5a and UWOPS87-2421 a) daleko manja nego u laboratorijskim sojevima, a najčešći aberantni događaj bio je duplikacija ciljanog kromosoma., Bioethanol production from lignocellulosic hydrolysates requires a producer strain that tolerates both the presence of growth and fermentation inhibitors and high ethanol concentrations. Therefore, we constructed heterozygous intraspecies hybrid diploids of Saccharomyces cerevisiae by crossing two natural S. cerevisiae isolates, YIIc17_E5 and UWOPS87-2421, a good ethanol producer found in wine and a strain from the flower of the cactus Opuntia megacantha resistant to inhibitors found in lignocellulosic hydrolysates, respectively. Hybrids grew faster than parental strains in the absence and in the presence of acetic and levulinic acids and 2-furaldehyde, inhibitors frequently found in lignocellulosic hydrolysates, and the overexpression of YAP1 gene increased their survival. Furthermore, although originating from the same parental strains, hybrids displayed different fermentative potential in a CO2 production test, suggesting genetic variability that could be used for further selection of desirable traits. Therefore, our results suggest that the construction of intraspecies hybrids coupled with the use of genetic engineering techniques is a promising approach for improvement or development of new biotechnologically relevant strains of S. cerevisiae. Moreover, it was found that the success of gene targeting (gene targeting fidelity) in natural S. cerevisiae isolates (YIIc17_E5α and UWOPS87-2421α) was strikingly lower than in laboratory strains and the most frequent off-targeting event was targeted chromosome duplication.