Biogenese von Lipidtropfen und das Hepatitis C-Virus Replikationsorganell

• Antragstellerin: Dr. Gabrielle Vieyres, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Virologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417852234

Alle bisher untersuchten Plus-Strang RNA-Viren induzieren morphologische Veränderungen der intrazellulären Membran der Wirtszelle. So entsteht das Replikationsorganell, wo das virale Genom vermehrt wird. Obwohl sich dessen Morphologie bei verschiedenen Viren unterscheidet, sind die Mechanismen seiner Entstehung oft ähnlich. Das Hepatitis C-Virus (HCV) ist ein humanpathogenes Virus, das Leberzellen infiziert. Seine Vermehrung ist eng mit dem Fettstoffwechsel verknüpft. HCV verursacht in Patienten häufig Lebersteatose, eine krankhafte Verfettung von Leberzellen durch die Ansammlung von Lipidtropfen, auch Lipid Droplets genannt. In den Zellen repliziert das Virus an modifizierten Membranen des endoplasmatischen Retikulums (ER), dem sogenannten „membranous web“, in direkter Nachbarschaft der Lipid Droplets, die für die Produktion und Reifung von Vorläuferviren benötigt werden. In diesem Projekt untersuchen wir den Zusammenhang zwischen Lipidtropfensynthese und HCV-RNA-Replikation. Die Lipid Droplets sind das wichtigste Speicherorganell für Fette in der Zelle und die Hauptenergiequelle. Die Diacylglycerolacyltransferasen (DGAT) 1 und 2 sind zwei entscheidende Enzyme für die Triglyceridsynthese und die Biogenese verschiedener Untergruppen von Lipid Droplets. Wir haben beobachtet, dass die Expression von DGAT2 die Ansammlung von Lipidtropfen bewirkt und die HCV-Replikation stark begrenzt. DGAT1 allerdings ist ein bekannter Cofaktor der HCV-Assemblierung. Dies legt nahe, dass die Lipid Droplets, die HCV nutzt, von DGAT1 stammen und nicht von DGAT2. Um diese Hypothese zu prüfen, wollen wir vergleichen, welche Rollen DGAT1 und DGAT2 für die HCV-Replikation sowie in der Entstehung verschiedener Lipid Droplet-Untergruppen spielen. Auch werden wir den Mechanismus der antiviralen Wirkung von DGAT2 untersuchen. Wir vermuten, dass die Lipidtropfensynthese die lokale Lipidlandschaft im ER beeinflusst, und dabei sowohl die Entstehung des „membranous web“, als auch das Verankern und die Funktion des Replikationskomplexes regelt. Schließlich werden wir virale Faktoren identifizieren, die HCV sensitiv gegenüber DGAT2 machen und das Zusammenspiel zwischen der virale Replikase und den intrazellulären Membranen regeln.Insgesamt wird dieses Projekt neue Einblicke in die Heterogenität von hepatischen Lipidtropfen und ihrem Beitrag zur HCV-Infektion liefern. Darüber hinaus werden die Erkenntnisse helfen, die Lebersteatose zu verstehen, deren Häufigkeit in Industrienationen rapide zunimmt und spezifische therapeutische Strategien gegen sie zu entwerfen, die auf die Lipid Droplets abzielen. Schließlich wollen wir auch die Verbindung und den Lipidtransfer zwischen den Lipid Droplets und dem ER beleuchten, oder, aus der Perspektive des Virus gesehen, zwischen HCV-Assemblierung und Replikationsort. Diese neuen Informationen werden unser Verständnis der Rolle von Lipiden für die membrangebunden Replication von Positiv-Strang-RNA-Viren erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen