Regulatorisches Potential und molekulare Determinanten des intrazellulären Transports von HCMV-Nukleokapsiden durch das virale Tegumentprotein PP150

• Antragsteller: Dr. Lüder Wiebusch
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562493739

Das humane Cytomegalovirus (HCMV) ist ein verbreiteter Erreger, der lebenslang persistierende Infektionen verursacht und bei immungeschwächten Personen zu schweren Krankheitsverläufen führt. Derzeit verfügbare Therapien sind durch das Auftreten von Nebenwirkungen und resistenter Virusstämme limitiert. Dieses Forschungsvorhaben untersucht die Rolle, welche das essentielle 150-kDa-Phosphoprotein (PP150) von HCMV beim intrazellulären Transport viraler Nukleokapside spielt. PP150 hat eine zweigeteilte Struktur. Seine N-terminale Domäne fungiert als Zementprotein an der Außenseite des Kapsids. Im Gegensatz dazu interagiert die große intrinsisch ungeordnete Domäne (IDD) am C-Terminus mit Wirtsproteinen und rekrutiert einige von ihnen in die Tegumentschicht der Viruspartikel. Vorarbeiten haben BICD2, ein Kargoadapter für den dyneinvermittelten Transport, als neuen Bindungspartner von PP150 identifiziert, welcher in Virionen angereichert wird. Weiterhin wurden zwei Aminosäurereste in der PP150-IDD identifiziert, die sowohl für die BICD2-Bindung als auch für den Einbau in das Virion notwendig sind. Der Verlust der PP150-BICD2-Interaktion beeinträchtigt die Akkumulation von Nukleokapsiden in dem Kompartiment, wo normalerweise die Virusassemblierung stattfindet. Stattdessen lagern sich die Kapside in Aggregaten an der Zellperipherie ab, was auf das Vorherrschen des kinesinvermittelten anterograden Transportes in Abwesenheit von BICD2 hindeutet. Diese ektopische Lokalisation von Nukleokapsiden führt zu einem ausgeprägten Defekt bei der Virusvermehrung. Ziel unserer Studie ist es, die molekularen Mechanismen, die dem PP150-vermittelten Nukleokapsid-Transport zugrunde liegen, im Detail aufzuklären und die funktionellen Konsequenzen für Viruseintritt und Wiederaustritt aus der Wirtszelle, auf die Umgehung der angeborenen Immunabwehr der Zelle und auf die Zellzyklus- und Differenzierungsabhängigkeit von HCMV zu untersuchen. Ein besonderer Schwerpunkt des Arbeitsprogramms wird die systematische Analyse der Sequenzanforderungen für die BICD2-Bindung sein. Damit verbunden ist die Hoffnung, ein kurzes lineares Sequenzmotiv (SLiM) in der PP150-IDD zu finden, das spezifisch mit BICD2 interagiert und die Vorhersage anderer, bisher unbekannter viraler und zellulärer Cargos von BICD2 ermöglicht. Aufgrund der modularen Zusammensetzung aus SLiMs, Motiven für die posttranslationale Modifikation und vereinzelten Alpha-Helices stellt die PP150-IDD ein reichhaltiges Ziel spezifischer Loss-of-Function-Strategien dar. Wir erwarten, dass wir durch die systematische Aufklärung der PP150-Interaktionspartner und ihrer regulatorischen Funktionen unser Wissen über die Virusbiologie erweitern und potenzielle Schwachstellen im viralen Lebenszyklus identifizieren können, was im Idealfall zur Entwicklung neuer antiviraler Strategien beitragen kann. Darüber hinaus soll diese Studie Folgeuntersuchungen an vergleichbaren Wirtsinteraktionen anderer Krankheitserreger erleichtern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen