Parallelophagie: Wie Viren mehrere Autophagie-Wege auslösen

• Antragstellerin: Dr. Marion Clavel, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Virologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 576847371

Viren sind allgegenwärtige Parasiten, die sich mit ihren Wirten in einem molekularen Wettrüsten befinden. In Pflanzen verursachen virale Krankheitserreger erhebliche landwirtschaftliche Verluste und bedrohen die Ernährungssicherheit, in Tieren können sie globale Pandemien auslösen. Viren sind Meister der Manipulation, die eine Vielzahl von Prozessen hijacken und umfangreiche zelluläre Umgestaltungen verursachen – und damit einen einzigartigen Einblick in die von ihnen umgestalteten zellulären Systeme bieten. Bemerkenswert ist, dass Pflanzenviren dies mit nur einer Handvoll Proteinen erreichen. Einer der wichtigsten zellulären Prozesse, die von Viren manipuliert werden, ist die selektive Autophagie – ein präziser zellulärer Recyclingmechanismus, der selektive Autophagie-Rezeptoren (SARs) nutzt, um unerwünschte zelluläre Makromoleküle zu erkennen und zu eliminieren. Obwohl frühere Arbeiten gezeigt haben, dass Autophagie während einer Virusinfektion induziert wird, ist weitgehend unbekannt, welche Signalwege dabei aktiviert oder unterlaufen werden und welchen Einfluss sie auf die Infektion oder Resistenz haben. Die Aufdeckung dieser Wege ist entscheidend für das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Wirt und Virus und letztlich für die Entstehung und Ausbreitung von Viruserkrankungen. Mein Labor hat kürzlich nachgewiesen, dass die Umgestaltung des mitochondrialen Netzwerks durch ein einziges Virusprotein ausreicht, um Autophagie zu induzieren. Interessanterweise haben vorläufige Experimente auch gezeigt, dass ein dsRNA-Analogon unabhängig Autophagie auslösen kann, was darauf hindeutet, dass Viren möglicherweise unterschiedliche selektive Autophagie-Signalwege parallel auslösen. In diesem Projekt bauen wir auf diesen Beobachtungen auf und wollen untersuchen, wie Pflanzenviren mehrere selektive Autophagie-Signalwege parallel aktivieren. Wir schlagen vor, eine umfassende Karte der selektiven Autophagiewege zu erstellen, die auf ein prototypisches pflanzliches RNA-Virus reagieren. Dies soll mit einem dreigliedrigen Ansatz verfolgt werden: (1) Kartierung der wichtigsten viralen Komponenten, die der Autophagieinduktion zugrunde liegen, unter Verwendung quantitativer zellbiologischer Assays, die im Wirtslabor entwickelt wurden. (2) Entdeckung selektiver Autophagiewege, die durch eine Virusinfektion induziert werden, unter Verwendung von Proteomik zur Profilerstellung des Autophagosomgehalts. (3) Ein chemisches Störungsscreening, das eine Virusinfektion nachahmt, um Autophagie-induzierende Signale aufzuklären. Insgesamt werden unsere Ergebnisse Aufschluss über den molekularen Dialog zwischen Viren und Autophagie geben und neue molekulare Akteure aufdecken, die an der Waffenrennen zwischen Viren und Wirten beteiligt sind. Da viele Viren ähnliche Infektionsstrategien verfolgen, erwarten wir, dass unsere Arbeit zur Entwicklung innovativer antiviraler Strategien in Pflanzen und darüber hinaus beitragen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen