Biologie von Ebolavirus-Inklusionskörpern

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Thomas Hoenen
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554609800

Ebola-Virus (EBOV)-Einschlusskörperchen (inclusion bodies, IBs) sind virusinduzierte Strukturen im Zytoplasma infizierter Zellen, in denen die virale RNA-Synthese stattfindet, und von denen bekannt ist, dass sie Wirtsfaktoren rekrutieren, welche hierfür wichtig sind. Viele grundlegende Prinzipien, die der Bildung und Funktion von IB zugrunde liegen, waren jedoch zu Beginn dieses Projekts unklar. In einer ersten Förderperiode konnten wir zeigen, dass EBOV-IBs flüssige Organellen sind, d. h. Kompartimente, die nicht durch abgrenzende Membranen definiert sind, sondern durch Flüssig-Flüssig-Phasentrennung (liquid liquid phase separation, LLPS) zusammengehalten werden. Dies steht im Einklang mit Erkenntnissen über eine zunehmende Zahl anderer nicht segmentierter RNA-Viren in Negativ-Orientierung (NNSVs). Interessanterweise sind bei den meisten dieser Viren sowohl das Nukleoprotein als auch das Phosphoprotein für die IB-Bildung erforderlich, während im Fall von EBOV das Nukleoprotein NP allein für die IB-Bildung ausreicht. In Anbetracht der Tatsache, dass eine der Hauptantriebskräfte von LLPS promiskuitive Wechselwirkungen mit niedriger Affinität zwischen intrinsisch ungeordneten Regionen (IDR) sind, stellten wir zunächst die Hypothese auf, dass die ungewöhnlich hohe Abundanz von IDRs in EBOV NP (bei den meisten anderen NNSV sind IDRs überwiegend im Phosphoprotein und nicht im Nukleoprotein zu finden) für diesen Unterschied verantwortlich sein könnte. Überraschenderweise haben unsere Arbeiten aus der ersten Förderperiode jedoch gezeigt, dass dies nicht der Fall ist und dass die IDRs in NP höchstwahrscheinlich nicht für die IB-Bildung erforderlich sind. Da andere virale Proteine ebenfalls nicht für die IB-Bildung erforderlich sind, deutet dies darauf hin, dass Wirtsproteine (und insbesondere deren IDRs) die Bildung von EBOV-IBs unterstützen könnten. Dies veranlasste uns, das Vorhandensein von Wirtsfaktoren in IBs mittels Proximitäts-Ligation zu untersuchen. Unter den Wirtsproteinen, die durchweg in IBs angereichert waren, gibt es vier Proteine, für die große IDRs vorhergesagt werden. Wir stellen nun die Hypothese auf, dass eines oder mehrere dieser Proteine eine wichtige Rolle in der Biologie der EBOV-IBs spielen, und schlagen vor, ihre Rekrutierung und ihren Beitrag zur Bildung und Funktion der EBOV-IBs in einer zweiten Förderperiode zu untersuchen. Weiterhin sollen auf Grundlage von Beobachtungen, die auf eine wichtige Funktion der NP-Phosphorylierung für die IB-Bildung und/oder -Funktion hindeuten, sowie früheren Beobachtungen von IBs während der Mitose, welche dramatische Bildungs-/Auflösungsereignisse zeigten, auch die Rolle der Wirtskinasen und insbesondere der cyclinabhängigen Kinasen untersucht werden. Diese Arbeiten werden es uns ermöglichen, die der IB-Bildung zugrunde liegenden allgemeinen Prinzipien weiter zu verstehen und auch die Grundlage für die Rekrutierung von Wirtsfaktoren in IBs zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Jens Bernhard Bosse