Molecular Mechanisms of the Cytomegalovirus Species Specificity
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Cytomegaloviren (CMV) vermehren sich nur in Zellen ihres natürlichen Wirtes und gelten daher als hochgradig Spezies-spezifisch. Die molekularen Grundlagen der Spezies-Spezifität sind jedoch noch weitgehend unbekannt. In eignen Vorarbeiten konnte eine Maus-CMV-Mutante isoliert und charakterisiert werden, die spontan die Fähigkeit zur Replikation in humanen Zellen erworben hatte. Diese Fähigkeit konnte teilweise auf Mutationen in dem viralen Gen M112/113 zurückgeführt werden. Ziel dieses Projektes war es, die Funktion der M112/113 Genprodukte zu charakterisieren und weitere Determinanten der CMV-Spezies-Spezifität zu identifizieren. Im Rahmen des Projektes gelang es, die vier Genprodukte des differentiell gespleißten M112/113-Lokus einzeln zu inaktivieren und deren Rolle bei der MCMV-Replikation zu bestimmen. Analog dazu wurden die vier Produkte des UL112/113-Lokus beim humanen CMV ebenfalls mutiert und analysiert. Dies gelang durch systematische „splice site mutagenesis“, ein Verfahren das zuvor noch nie bei Herpesviren eingesetzt wurde. Darüber hinaus gelang die Identifizierung zweier neuer Determinanten des CMV-Wirtsspektrums: Mutationen im viralen Gen M117 erlauben es dem MCMV, sich in humanen Zellen schnell und effizient zu vermehren. Ein ähnlicher Effekt lässt sich durch Austausch von M117 durch UL117, das homologe HCMV-Gen, erzielen. Da UL117 (und vermutlich auch M117) eine wichtige Funktion bei der Regulation des Zellzyklus spielen, lässt sich aus den Ergebnissen schließen, dass die Zellzyklus-Regulation eine bedeutende Rolle für einen erfolgreichen Ablauf der Virusreplikation in artfremden Zellen spielt. Die zweite im Rahmen dieses Projekts identifizierte Determinante des Wirtspektrums ist das virale Gen M28. Adaptive Mutationen in M28 ermöglichen eine deutlich verbesserte MCMV- Replikation in humanen Fibroblasten, während sie für die Replikation in humanen Epithelzellen weniger bedeutsam sind. Die genaue Funktion dieses Zelltypspezifischen Faktors ist noch unbekannt und Gegenstand laufender Untersuchungen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2012). Complete Genome Sequence of the English Isolate of Rat Cytomegalovirus (Murid herpesvirus 8). J. Virol. 86:13838
Ettinger E, Geyer H, Nitsche A, Zimmermann A, Brune W, Sandford G, Hayward G, Voigt S
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(2013). Molecular basis of cytomegalovirus host species specificity. In: Cytomegaloviruses: From Molecular Pathogenesis to Intervention. Ed: Reddehase M, Caister Academic Press, p. 322-329
Brune W
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(2015). Multidimensional electrostatic repulsion–hydrophilic interaction chromatography (ERLIC) for quantitative analysis of the proteome and phosphoproteome in clinical and biomedical research (2015). Biochim. Biophys. Acta 1854: 460-468
Loroch S, Schommartz T, Brune W, Zahedi RP, Sickmann A
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(2015). Stepwise adaptation of murine cytomegalovirus to cells of a foreign host for identification of host range determinants. Med. Microbiol. Immunol. 204: 461-469
Ostermann E, Pawletko K, Indenbirken D, Schumacher U, Brune W
