Biologie von Ebolavirus-Inklusionskörpern

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Thomas Hoenen
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452208680

Ebolaviren sind wichtige humanpathogene Erreger, die hämorrhagische Fieber mit hohen Sterblichkeitsraten verursachen. Obwohl bei der Entwicklung von Therapien für einige dieser Viren in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht wurden, ist die Sterblichkeitsrate selbst in behandelten Patienten nach wie vor hoch. Daher sind wir daran interessiert, den Replikationszyklus (insbesondere in Bezug auf die Schnittstelle zwischen Virus und Wirt) dieser Viren besser zu verstehen, um neue Ziele für antivirale Medikamente zu finden.In infizierten Zellen reichern sich Ebolavirus-Proteine in Strukturen an, die als Inklusionskörper (inclusion bodies, IBs) bezeichnet werden, und von denen bekannt ist, dass sie wesentliche Rollen bei der Replikation und Transkription des viralen Genoms sowie dem Zusammenbau von Nukleokapsiden spielen, also den Strukturen, die in Viruspartikeln das virale Genom enthalten. Für eine Reihe anderer nicht-segmentierter Negativ-Strang RNA-Viren (NNSVs) wurde vor Kurzem gezeigt, dass IBs flüssige Organellen sind, also intrazellulären Strukturen, welche nicht durch eine umschließende Membran definiert sind, sondern durch Phasentrennung zusammengehalten werden. Tatsächlich haben wir in Ebolavirus-infizierten Zellen mittels Lebendzellmikroskopie feststellen können, dass Ebolavirus-IBs ebenfalls Merkmale haben, die auf einen flüssigen Organell-Charakter hindeuten. Derzeit wissen wir jedoch nur wenig über die Eigenschaften von Ebolavirus-IBs, was ihre Bildung steuert, wie Eigenschaften flüssiger Organellen zur IB-Funktion beitragen könnten, oder welche Rolle spezifische virale und/oder zelluläre Faktoren bei diesen Prozessen spielen.Um daher sowohl die Bildung als auch die Funktion dieser Strukturen besser zu verstehen, werden wir zunächst untersuchen, ob Ebolavirus-IBs tatsächlich flüssige Organellen sind, und dazu physikalische Eigenschaften wie den Diffusionskoeffizienten von Proteinen in IBs und die Anfälligkeit von IBs für einen osmotischen Schock charakterisieren. Wir werden dann den Beitrag viraler Protein-Protein- und/oder Protein-RNA-Interaktionen und der biochemischen Eigenschaften beteiligter Proteinregionen zur IB-Bildung analysieren. Weiterhin wollen wir verstehen, wie Nukleokapside aus IBs exportiert werden, und ob Phasentrennung als Folge einer Nukleokapsid-Kondensation hierbei eine Rolle spielt. Da Ebolaviren häufig Wirtsproteine für ihre eigenen Zwecke nutzen, wollen wir schließlich die mit Ebolavirus-IBs assoziierten Wirtsproteine mit Hilfe von massenspektrometrischen Ansätzen identifizieren und für eine Auswahl dieser Proteine ihre Rolle bei der Bildung und Funktion der IBs untersuchen. Insgesamt werden diese Studien unser Wissen über die Biologie von IBs nicht nur für Ebolaviren, sondern auch für NNSVs im Allgemeinen, erweitern, und wichtige Informationen über mögliche molekulare Ziele für antivirale Medikamente liefern, die gegen einen wesentlichen Aspekt im Replikationszyklus dieser Viren gerichtet sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen