Zusammenlagerung und Struktur der Vaccinia Virus RNA-Polymerase

• Antragsteller: Professor Dr. Utz Fischer
• Fachliche Zuordnung: Biochemie ; Virologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 315167842

Ziel dieses Antrags ist die molekulare und strukturelle Untersuchung der Transkriptionsmaschinerie des attenuierten Vaccinia Virus, einem Mitglied der Pockenviren-Familie. Die meisten Mitglieder dieser Familie wirken auf Säugetieren, Vögeln und Insekten pathogen. Einige, wie z.B. das im Zentrum dieses Antrags stehende Vaccinia Virus besitzen jedoch auch einen großen medizinischen Nutzen als Impfstoff und als hoffnungsvoller Wirkstoff bei sog. viralen anti-Krebstherapien. Ein detailliertes Verständnis über den Lebenszyklus vom Vaccinia Virus (und anderer Pockenviren) ist daher von Relevanz für die Grundlagen- und Biomedizin-Forschung. Die Tatsache, dass sich Pockenviren ausschließlich im Zytoplasma replizieren unterscheiden sie in großem Maße von den meisten anderen bekannten DNA und RNA Viren. Dieser Replikationsmodus bedingt eine enorme Unabhängigkeit von der infizierten Zelle, welche grundsätzlich Transkription und Replikation nur im Zellkern (und in DNA-enthaltenen Organellen) unterstützt. Daher vermitteln mehrheitlich Virus-codierte, und nicht zelluläre Enzyme die virale DNA Replikation und mRNA Synthese. In diesem Antrag möchten wir die makromolekulare Maschinerie der Vaccinia Virus RNA Polymerase (vvPRO), welche die virale Genexpression im Zytosol ermöglicht biochemisch und funktionell charakterisieren. Obwohl diese Maschinerie in den letzten Jahren schon teilweise untersucht werden konnte, ist bislang völlig unklar, wie sie sich in vivo zusammenlagert und wie sie mit Transkriptions- und Prozessierungs- Faktoren bei der mRNA Herstellung kooperiert. Das Fehlen von geeigneten Reinigungsprotokollen für hoch reine native vvRPO hat darüber hinaus auch dessen Strukturanalyse verhindert. Wir haben mit der Etablierung von genetisch veränderten Vaccinia Viren einen Weg gefunden, die virale Transkriptionsmaschinerie nativ zu isolieren und sowohl strukturellen als auch funktionellen Studien zu unterziehen. Diese Studien werden daher Einblicke in die zytosolische Genexpressionsmaschinerie der Pockenviren geben können und bei der Weiterentwicklung von onkolytischen Viren helfen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen