Gammaherpesvirale Tegumentproteine - wichtige Effektoren viraler Infektionen

• Antragsteller: Professor Dr. Armin Ensser
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392416179

Alle Gammaherpesviren kodieren Tegumentproteine mit Homologie zu dem bei allen Lebensformen konservierten zellulärem Enzym PFAS (FGARAT) aus dem Purin-Nukleotidsynthese-Stoffwechselweg. Diese Viren haben die Proteine jedoch zu unterschiedlichen Effektorfunktionen evolviert, welche mit der intrinsischen Immunität interferieren, die über die nukleäre Domäne 10 (ND10) vermittelt wird. Nachdem hochauflösende Strukturinformation sowohl von Viren als auch Eukaryoten fehlt, werden wir eine Struktur-basierte Analyse der viralen FGARAT Interaktion (KSHV ORF75, RRV ORF75, und HVS ORF3) mit ihrem zellulären Gegenpart, dem menschlichen PFAS, durchführen. Die Proteinexpression der viralen ORF75 (KSHV, RRV) und des menschlichen PFAS für die strukturelle Analyse ist bereits in Arbeit. Das KSHV ORF75 Protein ist essenziell für die Replikation und daher ein mögliches Ziel für die Entwicklung einer neuen Klasse von antiviralen Inhibitoren. Die molekulare und biochemische Analyse schließt MS-basierte Technologien, sowie CRISPR/Cas9 vermittelten Knock-out und die synthetic activation mediator (SAM) Technologie ein, welche bereits im Labor etabliert sind. Der Einfluss der viralen FGARATs auf das nukleäre und zytoplasmatische Proteom der Wirtszelle wird mittels SILAC quantitativ in Zellen untersucht, welche die viralen Effektoren konditional exprimieren. Durch MS-basierte Identifikation von Interaktionspartnern fanden wir bereits SMCHD1, zelluläres PFAS, und USP15 als wichtige Zielmoleküle. Bemerkenswert ist die Relokalisation des zellulären Tumorsuppressors SMCHD1 durch KSHV ORF75 zu ND10. SMCHD1 ist ein wichtiger Mediator der X-Chromosom Kompaktierung und Inaktivierung, und auch am DNA Damage response beteiligt, was eine Verbindung von viraler Interferenz mit SMCHD1 und Krebs nahelegt. USP15 ist ein bekannter Promotor des TGFbeta Signalwegs und der Onkogenese. Anhand der bisherigen Resultate gehen wir davon aus, dass virale FGARATs auf verschiedenen Ebenen in die zelluläre Abwehr eingreifen, und das Arbeitsprogramm wird sich mit folgenden Hypothesen befassen:- Rhadinovirale vFGARAT Tegumentproteine zielen auf bestimmte, ND10-assoziierte Chromatin Remodelingfaktoren, um einen Chromatinstatus zu erreichen, der günstig für die virale Genexpression nach de novo Infektion und die Reaktivierung ist.- KSHV vFGARAT trägt durch Interaktion mit seinen zellulären Zielen, welche eine Rolle bei menschlichem Krebs und DNA-Reparatur haben, zur Entwicklung virus-assoziierter Tumoren bei.Die Aufklärung der Mechanismen dieser neu identifizierten Interaktionen von viralen Effektoren mit Wirtszellproteinen wird das Wissen über virale und zelluläre Replikation und Biosynthesewege, und über die Prädisposition zu virus-assoziierter Tumoren erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen