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Projekt
Pervasive Transkription bei Infektionen mit dem humanen Zytomegalievirus
Antragsteller
Professor Dr. Lars Dölken
Fachliche Zuordnung
Virologie
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443644894
In den letzten Jahren haben systembiologische Ansätze gezeigt, dass die Genexpression von Herpesviren viel weitläufiger und komplexer ist als ursprünglich angenommen. Es ist mittlerweile allgemein anerkannt, dass das humane Zytomegalievirus (HCMV) 700 bis 1.000 Transkripte sowie eine gleiche Anzahl großer und kleiner offener Leserahmen (ORFs) exprimiert. In PRO-seq (Precision nuclear Run-on sequencing) Analysen zeigte sich jedoch, dass die Transkription des HCMV-Genoms an >7.000 Transkriptionsstartstellen (TSS) beginnt. Durch umfassende TSS-Profilierung und integrative bioinformatische Analysen konnten wir zeigen, dass die überwiegende Mehrheit dieser >7.000 TSS zu hochgradig instabilen viralen Transkripten führt. Voraussichtlich handelt es sich hierbei um virale Promotor- oder Enhancer-RNAs. Es handelt sich somit nicht um "produktive" Transkription, d.h. es werden hiervon keinerlei virale Proteine gebildet. Um diese hochgradig instabile virale Transkription direkt zu validieren, haben wir HeLa-MTR4-degron-Zellen für den schnellen Abbau der nuklearen RNA-Abbaumaschinerie, des nuklearen Exosoms, entwickelt. RNA-seq-Analysen dieser Zellen, die mit Wildtyp-HCMV in Gegenwart von Cycloheximid infiziert waren, führte zur Identifizierung von zwei bisher unbekannten viralen Immediate-Early-Genen (IE-Genen), UL20 und UL22, sowie einer IE-Promotor-RNA, UL21A. Basierend auf unseren umfangreichen vorläufigen Daten zielt unser kollaboratives Projekt darauf ab, die molekularen Mechanismen der Transkription von HCMV detailliert besser zu verstehen. Das Projekt hat vier Hauptziele: (i) die umfassende Kartierung viraler Promoter- und Enhancer-RNAs (pervasiver Transkription) während der lytischen Infektion, (ii) die Analyse der funktionalen Rollen von IE2 und UL69 bei der Expression viraler "Early" Gene, (iii) die Verbesserung von HCMV-Latenzmodellen durch die Entwicklung von Viren für die bedingte IE2- und UL69-Expression unter Verwendung der Proteinabbau-Technologie (Degron-Tags). (iv) Zudem wird unser Projekt substantiell zum DEEP-DV Transkriptionsatlas beitragen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieses Projekt hohes Potential besitzt unser Verständnis der HCMV-Biologie von lytischer Infektion, Latenz und Reaktivierung substantiell zu erweitern.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
