Untersuchung des Wechselspiels der mono-ADP-Ribosyltransferase ARTD10 und der Chikungunya viralen Makrodomäne hinsichtlich der Modulation der antiviralen Immunantwort.

• Antragstellerin: Dr. Patricia Korn
• Fachliche Zuordnung: Immunologie ; Biochemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 401204753

Viren haben zahlreiche Strategien entwickelt, der angeborenen Immunantwort zu entgehen und zelluläre Prozesse für effiziente Virusreplikation auszunutzen. Neueste Erkenntnisse schreiben der posttranslationalen Modifikation Mono-ADP-Ribosylierung (MARylierung) eine Rolle in der angeborenen Immunabwehr zu. Im Rahmen dieses Projektes soll die Funktion von MARylierung im Konflikt zwischen Wirt und Chikungunya Virus (CHIKV) definiert werden.Chikungunya-Virus (CHIKV) verursachte in den letzten Jahren weltweit große epidemische Ausbrüche und stellt eine hohe gesundheitliche wie ökonomische Belastung dar. Dennoch sind weder Impfstoff noch spezifische Therapeutika vorhanden. Das CHIKV Genom kodiert für nur vier Nicht-Struktur Proteine (nsPs), von denen das nsP3 eine Makrodomäne - eine konservierte Proteindomäne - besitzt, die eng verknüpft ist mit MARylierung. MARylierung beschreibt den Transfer der ADP-ribose von NAD+ auf Substratproteine. Intrazellulär wird diese hauptsächlich von ADP-Ribosyltransferasen Diphtheria toxin-like (ARTDs) katalysiert. Unser Interesse gilt ARTD10, das durch Typ I Interferone induziert wird. Kürzlich konnten wir der CHIKV-Makrodomäne de-MARylierungsaktivität zuweisen, welche essentiell für effiziente Virusreplikation scheint. Zudem zeigen unsere Vorarbeiten, dass nsP1-nsP3 Substrate von ARTD10 sind und demnach MARylierungs-abhängig reguliert sein könnten. Basierend darauf postulieren wir, dass MARylierung als Teil der angeborenen Immunabwehr fungiert und auf zwei Arten mit Virusreplikation interferiert: (I) Wirts-vermittelte MARylierung der nsPs beeinflusst direkt deren Funktion und somit den CHIKV Lebenszyklus.(II) Die MARylierung von Wirtsfaktoren erlaubt diesen, der antiviralen Abwehr beizutragen und diese zu unterstützen. Beide Hypothesen ordnen der Hydrolaseaktivität der viralen Makrodomäne eine kritische Rolle zu - eine mögliche Erklärung, warum diese für die Virusreplikation essentiell ist.Dieses Projekt soll die Relevanz der ARTD-vermittelten MARylierung von CHIKV nsPs in biochemischer wie physiologischer Hinsicht definieren. Wir werden die Modifizierungsstellen kartieren und die Konsequenzen von MARylierung auf die spezifischen nsP Funktionen sowie auf CHIKV Replikation studieren. Zudem werden wir MAR-regulierte Wirtsfaktoren identifizieren. Unser Fokus richtet sich auf gemeinsame Substrate von ARTD10 und der CHIKV Makrodomäne. Ich postuliere, so wichtige Wirtsfaktoren beschreiben zu können, die wir hinsichtlich ihrer Funktion für Virusreplikation untersuchen wollen. Neben Proteomanalysen, wird die MARylierung individueller Proteine untersucht. Knock-down und knock-out Experimente sollen den Einfluss der selektierten Proteine auf den CHIKV Lebenszyklus definieren. Zusammengefasst werden diese Experimente aufzeigen, wie MARylierung in der Virusabwehr fungiert und wie CHIKV die Immunabwehr antagonisiert. Ergebnisse dieser Studien werden neue Ansatzpunkte für antivirale Therapien liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen