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Projekt
Integrative Charakterisierung der viralen und zellulären Regulation des Humanen Zytomegalieviruses
Antragsteller
Professor Dr. Jens Bernhard Bosse
Fachliche Zuordnung
Virologie
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443644894
Das humane Cytomegalovirus (HCMV) ist ein wichtiger opportunistischer Krankheitserreger, der insbesondere für immungeschwächte Personen und eine der Hauptursachen für angeborene Infektionen ist. Sein komplizierter Replikationszyklus wird durch die Konkurrenz von viralen und zellulären Faktoren an viralen Genomen bestimmt. Unsere jüngsten Ergebnisse zeigen, dass die HCMV-Proteine UL112-113 dynamische, phasengetrennte Präplikationskompartimente (PRCs) an viralen Genomen in der Frühphase der Infektion aufbauen. Im weiteren Verlauf der Infektion gehen diese flüssigen PRCs in gelartige Replikationskompartimente über, die die virale DNA-Synthese orchestrieren. Unsere biochemischen und strukturellen Daten deuten darauf hin, dass die konservierte N-terminale Domäne von UL112-113 zu Fasern oligomerisiert, die unserer Hypothese nach als virales Nukleoproteingerüst fungieren. Im Einklang mit dieser Hypothese unterbrechen zwei von uns identifizierte Inhibitoren die UL112-113-Faserbildung in vitro und blockieren die virale Replikation, was darauf hindeutet, dass die Faserbildung für die HCMV-Vermehrung entscheidend ist. Auf der Seite des Wirts stellen die Kernkörperchen der Promyelozytenleukämie (PML) eine wichtige antivirale Abwehr dar. Diese membranlosen Organellen enthalten mehrere PML-Isoformen, aber die Rolle der einzelnen Isoformen bei der HCMV-Infektion ist nicht vollständig geklärt. Unsere strukturellen Vorhersagen und vorläufigen biochemischen Analysen deuten darauf hin, dass die C-terminale Exonuklease-ähnliche (Exo) Domäne von PML-I ein RNA-bindendes Modul ist, das möglicherweise transkribierende virale Genome erkennt. Wir stellen die Hypothese auf, dass die Exo-Domäne von PML-I dazu beiträgt, antivirale Effektoren an der viralen DNA zu rekrutieren oder zu stabilisieren und so einen repressiven Chromatinzustand zu schaffen. Weiterhin schlagen wir vor, dass UL112-113-Fasern mit PML-NBs konkurrieren, indem sie das virale Genom schützen und strukturell reorganisieren, wodurch die PML-vermittelte Restriktion eingeschränkt und eine für die Replikation günstige Umgebung geschaffen wird. In diesem Projekt werden wir die molekulare Funktion der PML-I Exo-Domäne definieren, bestimmen, wie sie virale RNA bindet, und klären, ob ihre Exonuklease-ähnliche oder RNA-bindende Aktivität eine breitere antivirale Reaktion auslöst. Gleichzeitig werden wir den Mechanismus der UL112-113-Faserbildung aufklären und untersuchen, wie diese Fasern aus anfänglichen Flüssigkeitskondensaten am viralen Genom entstehen, die Replikationskompartiment-Reifung erleichtern und wichtige virale Faktoren rekrutieren. Durch die Kombination von Strukturbiologie, fortschrittlicher Bildgebung und funktioneller Virologie in einem integrativen Ansatz wollen wir klären, wie diese beiden membranlosen Strukturen - PML-NBs und UL112-113-Assemblies - am viralen Genom zusammenkommen und als kritische regulatorische Kontrollpunkte wirken.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
