Characterization of the structure and function of the glycoprotein of the novel rhabdovirus Mangala virus and identification of its cellular receptor

• Antragstellerin: Dr. Imke Steffen
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 232325249

Das Rhabdovirus Mangalavirus (MANV) wurde erstmals in 2009 in einem Patienten mit hämorrhagischem Fieber im abgelegenen Dorf Mangala in der Demokratischen Republik Kongo entdeckt. Es steht in Verdacht, vor der Erkrankung des genannten Patienten den Tod zweier Jungendlicher in Mangala verursacht zu haben. Rhabdoviren umfassen eine groe Zahl von Viren, die Pflanzen, Tiere oder Menschen infizieren. Allerdings sind wenige Rhabdoviren bekannt, die, wie das Tollwutvirus, krankheitserregend für Menschen sind. Die bisher einzigen Rhabdoviren, die hämorrhagisches Fieber hervorrufen, wurden in Fischen beschrieben. Das Mangalavirus ist daher nicht nur der erste Vertreter einer neuen Rhabdovirusgruppe, sondern auch ein neuer Erreger hämorrhagischen Fiebers im Menschen. Das virale Glykoprotein stellt durch die Bindung an einen zellulären Rezeptor den ersten Kontakt zur Wirtszelle her und seine Funktion ist essentiell für die Infektion. Es ist daher eine wichtige Zielstruktur für die therapeutische Intervention. Im vorliegenden Antrag schlage ich eine detaillierte Analyse des MANV Glykoproteins (MANV-G) vor. Aminosäuren der MANV-G Sequenz, die für die Membranfusion und produktive Infektion von Wirtszellen unerlässlich sind, sollen mittels gezielter Mutagenese identifiziert werden. Diese Analyse schliet mutmaliche Glykosylierungsstellen und die aromatischen Aminosäuren der internen Fusionsschleifen ein. Auerdem sollen verkürzte MANV-G Varianten hergestellt, und mit Hilfe der Bindung an permissive Zelllinien die Rezeptorbindedomäne bestimmt werden. Ein Modell der dreidimensionalen MANV-G Struktur, das auf der bekannten Struktur des Glykoproteins des vesikulären Stomatitisvirus basiert, wird dabei von großem Nutzen sein. Für die Identifizierung des zellulären Rezeptors stellt die Megakaryozyten-Zelllinie MEG-01 ein wichtiges Werkzeug dar. MEG-01 Zellen sind resistent gegen die MANV-G getriebene Infektion, werden jedoch nach Differenzierung mit Phorbol-12-Myristat-13-Acetat permissiv. Folglich sollen mRNA-Pools aus differenzierten und undifferenzierten MEG-01 Zellen mit Hilfe von Tiefensequenzierung und/oder subtraktiver Hybridisierung verglichen werden, um differenziell exprimierte Proteine zu identifizieren. Alternativ wird eine cDNA-Bibliothek aus einer permissiven Zelllinie mit Hilfe von lentiviralen Vektoren in undifferenzierte MEG-01-Zellen transduziert, um potenzielle Rezeptoren mittels genetischer Komplementierung zu bestimmen. Auf Basis vorläufiger Daten, aus denen ein breiter Spezies- und Gewebetropismus von MANV-G hervorgeht, werden die möglichen Rezeptormoleküle nach bekannten Eigenschaften eingegrenzt: Lokalisierung in der Plasmamembran, Konservierung zwischen Spezies und Expression in einer Vielzahl von Geweben. Diese Studie wird unser Verständnis des neuen Rhabdovirus MANV und dessen Zelleintritt substanziell erweitern und stellt einen Ausgangspunkt für mögliche therapeutische Manahmen während der MANV-Infektion dar.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Dr. Graham Simmons