Interaction of the SARS-Coronavirus with the interferon system
Final Report Abstract
Dieses Gemeinschaftsprojekt beschäftigte sich mit der Interaktion des SARS-Coronavirus (SARS-CoV) mit dem Typ I Interferon (IFN)-System. In SARS-CoV-infizierten Zellen wird die Typ I-IFN-Antwort nicht induziert. Im ersten Teil des Projekts wurde in Kooperation mit den Arbeitsgruppen um F. Weber, Universität Freiburg und W. Chen, Institut für Mikrobiologie und Epidemiologie, Peking untersucht, welche der viralen Proteine die IFN-ß-Induktion hemmen. Dazu wurden sämtliche Gene des SARS-CoV in eukaryotische Expressionsvektoren kloniert und die exprimierten Proteine anschließend über Reportergen-Assays auf ihre Fälligkeit hin untersucht, die Typ I IFN-Antwort zu blockieren. Überraschenderweise war keines der untersuchten Proteine in der Lage, die Typ I IFN-Antwort zu hemmen. Diese Ergebnisse stehen im Widerspruch zu den Ergebnissen anderer Arbeitsgruppen und sind im Moment Gegenstand intensiver Diskussion zwischen den an diesem Projekt beteiligten Kooperationspartnern. Obwohl eine Infektion mit SARS-CoV nicht zur Induktion der IFN-ß-Synthese führt, kann die Virusreplikation durch die Zugabe von exogenem IFN-ß um zwei log-Stufen reduziert werden. Eines der durch IFN-ß induzierten antiviralen Proteine, die Proteinkinase R (PKR), wird durch doppelsträngige RNA aktiviert. Aktivierte PKR phosphoryliert den eukaryotischen Initiationsfaktor 2a (eIF2a), was zum Translationsstopp und damit u. U. zur Induktion von Apoptose in den betreffenden Zellen führen kann. Da doppelsträngige RNA in großen Mengen in SARS-CoV-infizierten Zellen vorliegt, wurde im Rahmen dieses Projekts zum einen der Einfluss der PKR auf die SARS-CoV-spezifische Replikation untersucht und zum anderen die Rolle der PKR bei der SARS-CoV-induzierten Apoptose infizierter Zellen. Hierzu wurde die PKR-Synthese in SARS-CoV-infizierten Zellen durch die Zugabe spezifischer peptidkonjugierte antisense Phosphordiamidat-morpholino-Oligomere inhibiert. Obwohl die Inhibition der PKR-Synthese in infizierten Zellen zu einer Hemmung der Apoptose führte, blieb das Viruswachstum uribeeinflusst. Darüber hinaus konnten wir zeigen, dass trotz herunterregulierter PKR-Synthese elF2a in infizierten Zellen in phosphorylierter Form vorlag, was darauf hindeutet, dass SARS-CoV eine Strategie entwickelt hat, die Translation viraler mRNA trotz der inhibitorischen Einflüsse von phosphoryliertem eIF2a in den infizierten Zellen zu gewährleisten. efF2ct kann im Kontext einer Virusinfektion von zwei weiteren Kinasen phosphoryliert werden, PKR-like endoplasmatic reticulum kinase (PERK) und general control non-derepressible-2 kinase (GCN2). Wir konnten zeigen, dass PERK im Gegensatz zu GCN2 in SARS-CoV-infizierten Zellen aktiviert wird, was die beobachtete Phosphorylierung von eIF2a erklärt.
Publications
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2004. The antiviral effect of interferon-beta against SARS-coronavirus is not mediated by MxA protein. J ClinVirol 30:211-3
Spiegel, M., A. Pichlmair, E. Mühlberger, O. Haller, and F. Weber
