Funktionelle Charakterisierung zellulärer RNA-bindender Proteine, die die Replikation von Flaviviren unterstützen

• Antragsteller: Professor Dr. Sven-Erik Behrens
• Fachliche Zuordnung: Virologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 319589351

Für die Replikation von Flaviviren ist eine essenzielle Voraussetzung die Zyklisierung des viralen Positiv-Strang RNA Genoms: Durch die Zyklisierung des Genoms wird die virale Replikase in die Lage versetzt, die RNA Synthese zu initiieren. In vorangegangenen Studien konnten wir zeigen, dass die p45 Isoform des AU-rich element RNA-binding protein 1 (AUF1) ein Wirtsfaktor ist, der in humanen Zellen die Replikation des durch Mosquitos übertragenen Flavivirus West Nil Virus (WNV) unterstützt. In einer Reihe komplementärer Experimente konnte gezeigt werden, dass AUF1 p45 eine 'RNA chaperone' Aktivität hat. Diese Aktivität destabilisiert eine doppelsträngige 'stem'-Struktur am 3'-Ende der viralen RNA und erleichtert so die Zyklisierung der viralen RNA und die virale RNA Synthese. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass das AUF1 p45 Protein eine 'annealing' Aktivität besitzt. Für diese wird angenommen, dass sie die Hybridisierung komplementärer Zyklisierungssequenzen im 5'- und im 3'-Bereich des viralen Genoms unterstützt. Die in diesem Antrag vorgeschlagenen Studien sollen ein detailliertes Bild der Aktivitäten von AUF1 p45 in seiner Eigenschaft als flaviviraler Wirtsfaktor liefern. Darüber hinaus sollen mögliche Mosquito-Analoga des Proteins untersucht werden. Es stellen sich drei thematisch eng assoziierte Fragen: (1) Welche molekularen Determinanten, auf Seiten des AUF1 p45 Proteins bzw. auf Seiten der flaviviralen RNA, bestimmen die Destabilisierung bzw. das 'annealing' viraler RNA Elemente? (2) Zeigt AUF1 p45 die gleiche Aktivitäten auch bei anderen Flaviviren, zum Beispiel dem WNV-verwandten Denguevirus (DENV)? (3) Kodieren Mosquitozellen Wirtsfaktoren mit ähnlichen Funktionen wie das humane AUF1 p45? Das beantrage Projekt soll in zweierlei Hinsicht neue Erkenntnisse liefern. Zum einen sollen detaillierte Einblicke in die molekularen Mechanismen erhalten werden, auf welche Weise ein zelluläres RNA-bindendes Protein (RBP) die Aktivitäten viraler Replikationsmaschinerien moduliert. Zum anderen erhoffen wir uns neue, generelle Einsichten in die Funktionsweise von RBPs / 'RNA chaperonen' bei der Kontrolle von Strukturen und Funktionen von RNA Molekülen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Dr. Susann Friedrich