Anwendung von Kryo-Elektronentomografie für in situ Studien an Hepatitis C virus Replikationskomplexen

• Antragsteller: Benjamin Götte, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie ; Virologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455590986

Einzelstrang RNA Viren mit positiver Polarität (ss(+) RNA) restrukturieren Wirtszellmembranen, um membranöse Replikationskomplexe zu etablieren, welche eine Schutzumgebung für die virale RNA-Replikation bieten. Eine Schlüsselkomponente von Replikationskomplexen ist die virale Membran-assoziierte Replikase. Die Replikase besteht häufig aus mehreren viralen Proteinen, die kooperativ zusammenarbeiten, um die RNA-Replikation zu katalysieren und zusätzliche nichtenzymatische, vermutlich architektonische Funktionen, bereitzustellen. Während Strukturen und Aktivitäten einzelner Replikase-Proteine in vitro gründlich untersucht wurden, sind ihre Anordnungen und das komplexe Zusammenspiel, die für die Biogenese von Replikationskomplexen und die RNA-Replikationsaktivität in Zellen erforderlich sind, noch wenig bekannt. Die kryogene Elektronentomographie (kryo-ET) hat in den letzten Jahren große technische Fortschritte erfahren. In Kombination mit einer verbesserten Bildverarbeitung ermöglicht kryo-ET die Visualisierung Membran-assoziierter makromolekularer Anordnungen innerhalb von Zellen und bei einer Auflösung im Nanometer bis Subnanometer Bereich. Unter Verwendung von kryo-ET wollen wir die strukturellen Eigenschaften von Hepatitis C Virus (HCV) Replikationskomplexen in situ untersuchen. HCV Replikationskomplexe teilen morphologische und funktionelle Eigenschaften mit Replikationskomplexen anderer wichtiger pathogener ss(+)RNA Viren, einschließlich Coronaviren und Poliovirus, was auf Ähnlichkeiten in der strukturellen Zusammensetzung hinweist. Die Entschlüsselung der komplexen Replikasestrukturen in Verbindung mit der viralen RNA in situ ist erforderlich, um ein mechanistisches Verständnis für die Bildung von Replikationskomplexen und die Replikasefunktion zu liefern.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Anna Marie Pyle, Ph.D.