Analyse der Organisation von Protein-Netzwerken im Prozess der Tegumentierung und Umhüllung von Virionen und Dense Bodies des humanen Cytomegalovirus

• Antragsteller: Professor Dr. Bodo Plachter
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321434747

Die Morphogenese von Partikeln des humanen Cytomegalovirus (HCMV) ist ein komplizierter Prozess. Dieser setzt vielschichtige Interaktionen viraler Proteine sowohl in der Zelle wie auch in den Virionen selbst voraus. Diese Protein-Interaktionen regulieren den Zusammenbau von Capsiden, die Anheftung des Teguments und die finale Umhüllung im Zytoplasma. Der Aufbau der Capsidstruktur im Zellkern ist relativ gut untersucht, über die molekularen Mechanismen der Tegumentation und der Umhüllung wissen wir aber wenig. Die Proteine des inneren Teguments stellen die Nahtstelle zwischen Capsid und äußerem Tegument dar. Dieses äußere Tegument stabilisiert die extrazellulären Partikel. Daneben stellt es die Verbindung zur inneren Lamina der Hülle her. Daraus leitet sich ab, dass das äußere Tegument an der Umhüllung beteiligt ist und im extrazellulären Milieu die Integrität der Partikel sicherstellt. Schließlich interferieren einige Proteine des äußeren Teguments mit antiviralen Abwehrmechanismen der Zelle, deren Aufgabe die unmittelbare Erkennung der Infektion und die nachfolgende Hemmung der viralen Genexpression und Replikation ist. Die Proteine des äußeren Teguments spielen somit eine wichtige Rolle im viralen Replikationszyklus. Unser Kenntnisstand über die Protein-Netzwerke, die für die Bildung und Aufrechterhaltung der äußeren Tegumentstruktur des HCMV notwendig sind, ist außerordentlich begrenzt. Wir konnten in der Vergangenheit mittels Proteomanalysen zeigen, dass die Zusammensetzung des HCMV Teguments zwischen verschiedenen HCMV-Stämmen bemerkenswert konserviert ist. Dies deutet darauf hin, dass der Tegument-Zusammenbau einen hoch-regulierten Prozess darstellt und dass die Verpackung von bestimmten Proteinen in Viruspartikel in einer vorgegebenen Molarität einem deutlichen Selektionsdruck unterliegt. Ziel des hier vorgeschlagenen Arbeitsprogrammes ist es, die Mechanismen, die zum Aufbau des äußeren HCMV Teguments führen aufzuklären und seine Rolle beim Envelopment viraler Partikel zu beleuchten. Das Projekt fokussiert auf die Hypothesen, dass (i) sich im Kern der HCMV-infizierten Zelle ein Netzwerk von Tegumentproteinen formiert, dass (ii) die Proteine aus diesem Netzwerk durch die Shuttle Funktion des Hauptmatrixproteins pp65 zu zytoplasmatischen Assembly Sites transportiert werden, dass (iii) dort ein zytoplasmatischer Prä-Tegument Komplex geformt wird, der als Ausgangstruktur für den Aufbau des äußeren Teguments fungiert und dass (iv) das äußere Tegument nachfolgend über Kontakte mit Proteinen der zelluläre Autophagie die Umhüllung der Tochterviren vermittelt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen