Regulierung des HIV-1-Kerntransports durch T-Zell-Aktivierung

• Antragsteller: Professor Oliver T. Fackler, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Virologie ; Immunologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568772942

HIV muss seine Replikationsstrategien an das spezifische zelluläre Milieu in verschiedenen Zielzelltypen anpassen, aber die begrenzte Zugänglichkeit physiologisch relevanter Ziele für experimentelle Manipulationen stellt ein großes Hindernis für die Entschlüsselung des molekularen Mechanismus dieser Anpassung dar. Wir haben kürzlich einen aktivierungsneutralen Gene Editing-Ansatz entwickelt, der mit einer umfassenden Toolbox zur Visualisierung und Quantifizierung von HIV Replikationsintermediaten gekoppelt ist. Diese Fortschritte ermöglichen es uns zum ersten Mal, die detaillierten molekularen Mechanismen der HIV-1-Replikation in wirklich ruhenden primären CD4-T-Lymphozyten zu untersuchen und sie mit genetisch identischen aktivierten Zellen desselben Spenders zu vergleichen. Unsere vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass Nucleoporin 62 (NUP62) in ruhenden CD4-T-Zellen Funktionen ausübt, die im Gegensatz zu seiner etablierten Rolle in anderen Zelltypen stehen, und sowohl die Quantität als auch die Qualität des HIV-1-Kapsidimports in Abhängigkeit von der T-Zellaktivierung regulieren: Während in aktivierten CD4-T-Zellen die Depletion von NUP62 den Kernimport von HIV-1-Kapsiden sowie die De-novo-Synthese von viralen Proteinen stark reduziert, fördert die Depletion von NUP62 in ruhenden CD4-T-Zellen dies Prozesse. Dieses Projekt zielt darauf ab, die verschiedenen molekularen Mechanismen der NUP62-Wirkung in diesen unterschiedlichen zellulären Umgebungen zu entschlüsseln und die funktionelle Bedeutung der durch T-Zell-Aktivierung vermittelten Funktionsänderung für Virusreplikation und angeborene Immunerkennung zu definieren. Da unsere vorläufigen Ergebnisse eine spezifische Gruppe zellulärer Proteine als Kandidaten für diesen NUP62-abhängigen Weg identifizieren, stellt die Untersuchung der Bedeutung des neuartigen NUP62-T-Zellaktivierungsmoduls für Transport zellulärer Proteine sowie Funktion der T-Zellen ein weiteres wichtiges Ziel dieses Antrags dar. In vier synergistischen Arbeitspaketen werden wir (i) die Schritte genau kartieren, in denen NUP62 die HIV-1-Infektion in CD4-T-Zellen reguliert, (ii) die allgemeinen Auswirkungen der NUP62-Depletion auf den Kerntransport in CD4-T-Zellen verschiedener Aktivierungszustände analysieren, (iii) den Mechanismus entschlüsseln, durch den die T-Zell-Aktivierung diese Prozesse reguliert, und (iv) die gemeinsamen Prinzipien für den Transport zellulärer Proteine durch diesen neuartigen Weg sowie deren funktionelle Rolle für die HIV-1-Infektion und die T-Zell-Aktivierung entschlüsseln. Diese Arbeiten werden wichtige neue Erkenntnisse über die Replikationsstrategien von HIV-1 in physiologisch relevanten Zielzellen, aber auch über die grundlegenden Prinzipien der Biologie von CD4-T-Zellen liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Marina Lusic, Ph.D.; Professorin Dr. Venera Weinhardt