Tetherin Antagonismus durch das Ebola-Virus Glykoprotein: Molekularer Mechanismus und Beitrag zur Virus-Ausbreitung

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Pöhlmann; Professor Dr. Michael Schindler
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 243129136

Das Interferon (IFN)-System ist eine wichtige Komponente der angeborenen Immunantwort und spielt bei der Abwehr von viralen Infektionen eine zentrale Rolle. Eindringende Viren werden in Zellen durch Sensoren erkannt, die die Herstellung und Freisetzung von IFN induzieren. Die Bindung von IFN an nicht-infizierte Zellen löst die Expression von IFN-induzierten Genen aus, die zum Teil eine direkte antivirale Wirkung haben. Tetherin ist ein IFN-induziertes Protein, das die Freisetzung von verschiedenen umhüllten Viren inhibieren kann. Einige Viren kodieren jedoch für Proteine, die Tetherin antagonisieren und damit die virale Ausbreitung in Tetherin-positiven Zielzellen ermöglichen. Das Vpu-Protein von HIV-1 reduziert die Tetherin-Expression an der Zelloberfläche, an der neue Viren durch Knospung freigesetzt werden. Auch das Glykoprotein des Ebola Virus (EBOV-GP1,2) inhibiert Tetherin, der zugrundeliegende Mechanismus ist jedoch unklar und soll im Rahmen der beantragten Arbeiten definiert werden.Unsere Vorarbeiten weisen darauf hin, dass EBOV-GP1,2, speziell dessen Transmembrandomäne GP2, die Relokalisation des N-Terminus von Tetherin aus dem Zytoplasma in den extrazellulären Bereich induzieren könnte. Diese Hypothese soll untersucht werden. Dazu wird geklärt, ob nach Koexpression von ZEBOV-GP1,2 und Tetherin in Zelllinien der N-Terminus von Tetherin für die Bindung durch Antikörper zugänglich wird, und damit auf der Zelloberfläche lokalisiert ist. Mit verschiedenen Kontrollexperimenten wird dabei ausgeschlossen, dass die Antikörperbindung auf eine Interferenz von EBOV-GP1,2 mit der Integrität der Wirtszellmembran zurückzuführen ist. Eine alternative Hypothese zum Tetherin-Antagonismus ist, dass EBOV-GP1,2 die Lokalisation von Tetherin in Kompartimenten der Zytoplasmamembran verhindert, die von EBOV für die Abschnürung von neuen Viren genutzt werden. Diese Möglichkeit soll mit Hilfe von Superresolution Mikroskopie (STORM) und Immunogold-Markierung gefolgt von Elektronenmikroskopie untersucht werden. Weiterhin sollen mit Hilfe von Mutagenese Aminosäureaustasche in GP2 identifiziert werden, die selektiv den Tetherin-Antagonismus blockieren, aber nicht mit der GP1,2-Expression und GP1,2-abhängigen Virus-Zellfusion interferieren. Schließlich soll mit Hilfe von rekombinant hergestellten, vermehrungsfähigen EBOV-Mutanten gefragt werden, ob der Tetherin-Antagonismus für die virale Ausbreitung und Pathogenese wichtig ist. Diese Studien sollten wichtige Einblicke in virale Strategien zur Inhibition antiviraler zellulärer Faktoren liefern und könnten neue Ansatzpunkte für die therapeutische Intervention definieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen