Bedeutung der Phosphorylierung viraler und zellulärer Proteine in der Regulation der zellulären angeborenen Immunantwort gegen Influenza A Virus Infektionen

• Antragsteller: Professor Dr. Stephan Ludwig
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316675205

Influenzaviren sind kleine RNA-Viren mit begrenzter Kodierungskapazität, daher müssen virale Proteine in der infizierten Zelle mehrere Funktionen erfüllen. Dies impliziert, dass es Mechanismen geben muss, die eine räumlich-zeitliche Kontrolle der Multifunktionalität ermöglichen. Wir stellten die Hypothese auf, dass die dynamische Phosphorylierung viraler und zellulärer Proteine eine bisher unterschätzte Ebene der Regulation der Virusvermehrung und der angeborenen Immunantwort auf Infektionen ist. Um dies anzugehen, haben wir die Strategie verfolgt, eine Reihe individueller, funktionell verwandter viraler und zellulärer Phosphoproteine, die durch unseren eigenen Phosphoproteom-Screen identifiziert wurden, mit einer vermuteten Funktion in der angeborenen Immunantwort und Virusreplikation einer eingehenden Funktionsanalyse zu unterziehen. In der vorangegangenen Förderperiode konnten wir nicht nur die regulatorische Funktion der Phosphorylierung verschiedener viraler und zellulärer Proteine beschreiben, sondern auch Targets identifizieren, die für neue wirtszellgerichtete anti-infektive Strategien verwendet werden können. Wir haben nun zusätzliche Phosphoproteom- und Kinom-Screenings durchgeführt, die zum einen weitere neue Phosphosites des viralen IFN-antagonistischen Proteins NS1 aufgedeckt haben und zum anderen Kinasen und Kinase- Regulatoren identifizierten, die in einer Virus-bezogenen funktionellen Netzwerkanalyse als von zentraler Bedeutung erkannt wurden. Wir wollen nun auf diese Erkenntnisse aufbauen und unsere Studien erweitern, indem wir die drei neu identifizierten Stellen in NS1 funktionell charakterisieren, diesmal auch unter Berücksichtigung der dynamischen Interaktion mit benachbarten Phosphorylierungsstellen. Darüber hinaus werden wir die Rolle der Kinasen Cdk1 und PKA entschlüsseln, die während des viralen Replikationszyklus unterschiedlich phosphoryliert und aktiviert werden, und die sowohl mit der angeborenen Immunantwort im Kontext stehen als auch NS1 phosphorylieren. Diese Studie wird ein tieferes Wissen über das regulatorische Zusammenspiel von Wirt und Virus liefern und ist der Schlüssel zur Entdeckung neuer Ansatzpunkte für pharmazeutische Interventionen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen