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Projekt
Neue Rollen von Glycanen in der Norovirus-Infektion: Von der Struktur zur Funktion zur Inhibition
Antragsteller
Professor Dr. Stefan Taube
Fachliche Zuordnung
Virologie
Förderung
Förderung von 2016 bis 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269564371
Unsere Arbeitsgruppe hat ein starkes Interesse am Prozess des Viruseintritts von Caliciviren mit Fokus auf die Glycanbindung. Caliciviren infizieren eine Vielzahl von Spezies und die Glycanbindung ist eine universelle Eigenschaft aller Caliciviren. Noroviren sind der wichtigste Vertreter dieser Virusfamilie und stellen ein bedeutendes globales Gesundheitsproblem dar. Eine erfolgreiche Infektion humaner Noroviren hängt von der Fähigkeit des viralen Kapsids ab an fucosylierte Glycane, vor allem Histo-Blutgruppen-Antigene (HBGA), auf der Oberfläche von Wirtszellen zu binden. Dies spricht für eine entscheidende Rolle der HBGA bei der Initiierung der Norovirusinfektion beim Menschen, dennoch ist der funktionelle Mechanismus dieser Interaktion bisher wenig untersucht und verstanden.Eine Untersuchung von humanen Noroviren ist wegen des Fehlens einer effektiven infektiösen Plattform schwierig. Tierische Noroviren binden wie humane Noroviren selektiv an spezifische Glycane, allerdings ist die Bedeutung dieser Interaktion für die Infektion weitestgehend unklar. Murine Noroviren (MNV) sind die einzigen Noroviren, die sich effizient kultivieren lassen und spiegeln wichtige Aspekte der humanen Norovirus Infektion wieder. Darüber hinaus steht für MNV eine breite Palette von molekularen Werkzeugen zur Verfügung, einschließlich eines revers-genetischen Systems zur Manipulation des viralen Genoms, ein effizientes Zellkultursystem und ein lenkbares Tiermodell. Dies macht MNV zum Modell der Wahl, um die Norovirusinfektion funktionell zu untersuchen.Aktuelle Daten legen nahe, dass MNV sowohl sialylierte, als auch fucosylierte Glycane binden. Wir stellen daher die Hypothese auf, dass diese Glycane auch bei der MNV Infektion eine kritische Rolle spielen. Um unsere Hypothese zu testen, werden wir die Glycanbindung von MNV biophysikalisch und funktionell untersuchen. Hierzu werden wir detaillierte Informationen über die Spezifität und Dynamik der Wechselwirkungen der MNV-Glycanbindung auf atomarer Ebene mittels Saturation Transfer Difference (STD)-NMR Spektroskopie und Massenspektrometrie ermitteln. Zweitens werden wir glycanbindende Epitope durch hochauflösender Röntgenkristallographie charakterisieren und Determinanten der Bindung mittels Mutagenese und funktioneller Analyse bestimmen. Drittens werden wir in zell- und mausbasierten Infektionsstudien die Auswirkung der Glycanbindung auf die Infektion untersuchen.Diesem Ansatz folgend, werden wir grundlegende Informationen über die Initiation der Norovirusinfektion und die Rolle von Glycanen in der Virusinfektion bekommen aus denen sich neue Targets und antivirale Strategien ableiten können. Ein übergreifendes Ziel dieses Projektes im Rahmen der Forschergruppe ist es, die Rolle der Glycanbindung und deren biophysikalischen Parameter zu verstehen, sowie eine Pipeline aufzubauen, um Inhibitoren der Glycanbindung zu entwickeln und deren antivirale Wirksamkeit am MNV Modell in vitro und in vivo zu untersuchen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
