Strukturelle Grundlagen der Nipah Virus Genomreplikation und -transkription

• Antragsteller: Professor Dr. Hauke Sven Hillen
• Fachliche Zuordnung: Strukturbiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 582178838

Das Nipah-Virus (NiV) ist ein zoonotischer Erreger, der zur Ordnung der Mononegavirales gehört. Mit einer Sterblichkeitsrate von bis zu 85 % stellt NiV eine ernsthafte Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar und wird von der Weltgesundheitsorganisation als vorrangiger Erreger mit epidemischem Potenzial eingestuft. Als nicht segmentiertes Negativstrang-RNA-Virus (nsNSV) besitzt NiV eine RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRp), welche für die Replikation und Transkription des viralen Genoms und somit auch für die Virusvermehrung und Pathogenese essentiell ist. Der NiV RdRp-Komplex besteht aus dem L-Protein, welches alle für die RNA-Synthese das 5'-Capping erforderlichen katalytischen Aktivitäten enthält, sowie seinem Cofaktor, dem P-Protein. Die genauen molekularen Mechanismen der Genomreplikation und Transkription durch NiV und andere nsNSVs sind jedoch noch weitgehend unbekannt. Wir konnten kürzlich Strukturen des NiV-L-P-Komplexes im Apo- und einem frühen Elongationszustand auflösen, welche die ersten hochauflösende Einblicke in die RNA-Synthese durch eine nsNSV Polymerase lieferten und Konformationsänderungen bei der Nukleinsäurebindung aufzeigten. Basierend auf diesem ersten Erfolg werden wir nun die molekularen Mechanismen der NiV RNA-Elongation und des co-transkriptionellen Capping sowie die molekulare Grundlage der Oligomerisierung der NiV Polymerase untersuchen, welche wahrscheinlich eine Schlüsselrolle bei der Koordination der Genomreplikation und -transkription. Hierzu werden wir definierte Elongations- und Capping-Intermediate in vitro rekonstituieren, ihre Strukturen mit hochauflösender Einzelpartikel-Kryo-EM bestimmen und sie in vitro und in cellulo funktionell charakterisieren (Ziel 1). Darüber hinaus werden wir die Rolle des N-Proteins bei der NiV-Genomreplikation und -transkription untersuchen und die molekulare Grundlage für die Oligomerisierung der NiV Polymerase aufklären bestimmen (Ziel 2). Zusammengenommen wird dieses Projekt ein detailliertes mechanistisches Bild der nsNSV-RNA-Synthese und Reifung liefern und könnte somit auch als Grundlage für die Entwicklung neuartiger antiviraler Wirkstoffe dienen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen