Infektionsmechanismen archaealer Viren

• Antragstellerin: Dr. Tessa Quax
• Fachliche Zuordnung: Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 411069969

Archaeen sind Mikroorganismen, die eine eigene Domäne des Lebens bilden und in der Umwelt ubiquitär sind. Sie sind in den verschiedensten Habitaten anzutreffen, welche von der Tiefsee bis in den Verdauungstrakt des Menschen reichen. Wie die meisten lebenden Zellen können auch Archaeen von Viren infiziert werden. Die morphologische und genetische Diversität der bisher studierten archaealen Viren ist besonders groß im Vergleich zu bakteriellen und eukaryotischen Viren. Bakterielle Viren nutzen die filamentösen Oberflächenstrukturen der Wirtszellen, um an diese zu binden und zu infizieren. Sie binden zum Beispiel an Pili oder an das Flagellum, und verwenden diese Strukturen, um an die Zelloberfläche zu gelangen. Es gibt Hinweise darauf, dass archaeale Viren ebenfalls filamentöse Oberflächenstrukturen für die Bindung und den Eintritt in die Zelle nutzen. Allerdings wurden die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen, die den Viren den Zugang über die archaealen Oberflächenstrukturen ermöglichen bisher nicht untersucht. Archaeen besitzen einige Oberflächenstrukturen, wie zum Beispiel Pili, diese sind vergleichbar mit denen der Bakterien. Im Gegensatz dazu ist sowohl die Zusammensetzung, als auch die strukturelle Organisation der archaealen Fortbewegungsstruktur, dem Archaellum, grundlegend verschieden vom bakteriellen Flagellum.Das Ziel dieses Projektes ist es herauszufinden ob und wie archaeale Viren die Oberflächenstrukturen der Archaeen für deren Infektion nutzen. Hierfür wird Haloferax volcanii als Modellsystem benutzt, da dieses Archaeon genetisch manipulierbar ist. Dieses Modellsystem wird es ermöglichen, fundamentale Fragen zur strukturellen Organisation und der räumlich temporalen Positionen der archaealen Oberflächenstrukturen zu klären welche relevant für das Verständnis sind wann und wie Viren Archaeen infizieren können. Darüber hinaus sollte die Isolierung und Untersuchung neuer archaealer Viren Aufschluss über deren Infektionsstrategien und einen möglichen Selektionsdruck, den Viren auf die filamentösen Strukturen auf der archaealen Zelloberfläche ausüben, geben.Zusammenfassend ist zu sagen, dass das Ziel dieses Projektes darin besteht unser Verständnis der immer noch relativ unerforschten archaealen Viren und insbesondere deren Interaktion mit den zellulären Oberflächenstrukturen zu erweitern. Diese Informationen könne dabei helfen die virale Diversität und Evolution besser zu verstehen. Darüber hinaus befasst sich das Projekt mit grundlegenden Fragen über die Zellbiologie der Archaeen und ihrer Interaktion mit der extrazellulären Umwelt, welche sehr wichtig für die Besiedlung neuer Habitate ist.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen