Zusammenlagerung der Pockenvirus-Transkriptionsmaschinerie und deren Aktivierung bei Infektion

• Antragsteller: Professor Dr. Utz Fischer
• Fachliche Zuordnung: Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 497462554

Pockenviren exprimieren und replizieren ihre Genome ausschließlich im Zytoplasma ihrer Wirte. Folglich hat das Virus nur begrenzten Zugang zu zellulären Enzymen, die die Transkription, RNA-Reifung und Replikation sicherstellen, da diese typischerweise nur im Kern vorliegen. Die Vermehrung von Pockenviren hängt daher entscheidend von einer viruskodierten Genexpressionsmaschinerie ab, die aus einer makromolekularen RNA-Polymerase (vRNAP), Transkriptions- und mRNAReifungsfaktoren besteht. Diese Virusfaktor-getriebene Vermehrungsstrategie beinhaltet ferner, dass Virionen alle Komponenten für eine frühe Transkription "einsatzbereit" enthalten müssen, damit die Genexpression sofort nach dem Eintritt in die Zelle beginnen kann. Wie die relevanten Faktoren zusammengesetzt, in virale Nachkommen verpackt und bei einer Infektion aktiviert werden, ist weitgehend unbekannt. In früheren Studien haben wir eine Reinigungsstrategie für vRNAPKomplexe aus Vaccinia, einem prototypischen nicht pathogenen Pockenvirus, etabliert. Wir entdeckten einen stabilen supramolekularen Komplex (als "complete vRNAP" bezeichnet), in dem die virale Polymerase mit den frühen Transkriptionsfaktoren Rap94 und VETF-s/l, dem Capping-Enzym D1/12 und dem Terminationsfaktor NPH-I assoziiert vorliegt. Diese Einheit ist in vitro notwendig und hinreichend für die Ausführung des gesamten frühen Transkriptionszyklus, einschließlich der Promotorerkennung, Initiation, Elongation, mRNA-Capping und Termination. In diesem Forschungsprojekt werden wir untersuchen, wie und in welchem Stadium des Virus-Infektionszyklus die „complete vRNAP“ zusammengelagert wird und ob es die postulierte "Ready-to-Go"-Einheit darstellt, die in neu gebildete Virionen aufgenommen, und für den re-start der Transkription verwendet wird. Im Rahmen dieser Studien werden wir auch fragen, wie diese Prozesse durch Virus- und Wirtsfaktoren beeinflusst werden. Wir erwarten unsvon unseren Studien Einblicke in Schlüsselaspekte der Pockenvirus-Vermehrung und deren Zusammenspiel mit dem Wirt während der Infektion.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen