Untersuchung von molekularen und zellulären Aspekten im Infektionszyklus von multipartiten Nanoviren

• Antragsteller: Dr. Björn Krenz
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie ; Virologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406590940

Pflanzenviren sind eine weltweite Bedrohung. Das Studium ihres Lebenszyklus ist deshalb essentiell um alternative Bekämpfungsstrategien zu entwickeln. Die Familie der Nanoviridae muss aus praktischen, als auch aus fundamentalen Gründen untersucht werden, denn: i) sie stellen eine ernstzunehmende Bedrohung der Musaceae dar (bedroht durch den Genus Babuvirus) und für Leguminosen (bedroht durch den Genus Nanovirus) dar, und ii) haben sie mit der Strategie eines multipartiten Genoms eine Genomorganisation angenommen, die bis heute rätselhaft ist. Nanoviren haben die höchsten Anzahl an Genomkomponenten, die bis heute beschrieben wurde und stellen damit das optimale Modellsystem dar, um Prozesse zu untersuchen, die für multipartite Pflanzenviren spezifisch ist. Insbesondere gilt es zu untersuchen, wie solche Viren effizient einen ausreichenden Anteil an Wirtszellen mit jeweils allen Genomkomponenten infizieren können. In der Literatur gilt dies als schier unmöglich und wir müssen daher alles in Frage stellen, um multipartite virale Systeme besser verstehen zu können. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass Nanoviren nicht nach den akzeptierten Konzepten in der Virologie funktionieren. Das Virus verbreitet sich und seine Genomkomponenten in bestimmte, individuelle Wirtszellen auf eine pluri-zelluläre Art und Weise, so dass sie sich funktionell ergänzen und zwar über Zellgrenzen hinweg. Diese bespiellose Entdeckung in der Virologie verlangt eine gründliche Untersuchung, um diesen überraschenden „Lebensstil“ und die zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären. Die Arbeitsgruppe von Dr. Krenz wird deshalb die viralen Proteine und ihre Rolle in der Virus-Wirts-Interaktion analysieren, während die Arbeitsgruppe von Prof. Blanc die virale Populationsdynamik im Wirt und die Virus-Vektor-Interaktion während der Virusübertragung untersucht. Damit bündelt dieses Projekt die Expertisen, um den gesamten viralen Infektionszyklus studieren zu können. In diesem Projekt werden biochemische und biologische Eigenschaften von nanoviralen Genprodukten untersucht, die mit Faktoren der Wirtspflanze und der Blattlaus interagieren. Ziel ist es zu verstehen, wie bestimmte virale Genomkomponenten in verschiedenen Wirtszellen funktionieren, wie sie kommunizieren und sich komplementieren können, besonders über mehrzellige Entfernungen hinweg. Ebenfalls soll verstanden werden, wie sich die Viruspartikel in der Blattlaus bewegen, und sicherstellen, dass auch alle Genomkomponenten letztendlich wieder in die Pflanze übertragen werden können. Dieses Projekt hat daher das ambitionierte Ziel, neben dem besseren Verständnis der Biologie der Nanoviren, die pluri-zelluläre Infektionsstrategie von multipartiten Viren aufzuklären und erreicht damit einen neuen Horizont in der Pflanzenvirenforschung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Professor Dr. Stéphane Blanc