Teilprojekte des SFB 535
Invasionsmechanismen und Replikationsstrategien von Krankheitserregern
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TP B4

Zytopathogenität von Pestiviren


 

Institut für Virologie (FB 10), Justus-Liebig-Universität, Gießen



Zusammenfassung

In der Zellkultur lassen sich vom Pestivirus “bovine viral diarrhea virus” (BVDV) nicht zytopathogene (nzp) und zytopathogene (zp) Stämme unterscheiden. Nur die nzp BVDV Stämme sind in der Lage im Rind lebenslang zu persistieren. Eine erhöhte Syntheserate der viralen RNA und die permanente Expression des Nichtstrukturproteins 3 (NS3) korrelieren mit der Zytopathogenität von BVDV. NS3 ist essentieller Bestandteil der viralen Replikase und kann als solcher nicht durch ungespaltenes NS2-3 ersetzt werden. Die Freisetzung von NS3 mittels NS2-3-Spaltung erfolgt bei nzp BVDV durch eine Autoprotease im NS2. In nzp BVDV infizierten Zellen erfolgt eine effiziente NS2-3-Spaltung, jedoch nur in den ersten Stunden nach Infektion. Dadurch kommt es zu späteren Zeitpunkten zur Herunterregulierung der viralen RNA Synthese. Das zelluläre J-Domänenprotein Jiv (J-domain protein interacting with viral protein) stellt gemäß unseren Arbeiten einen essentiellen Kofaktor der NS2 Protease dar. Im Fall einer nzp BVDV Infektion limitiert die intrazelluläre Jiv-Menge die Zahl der pro Zelle freigesetzten NS3 Moleküle und damit die Zahl der aktiven Replikationskomplexe. Wird diese Limitation aufgehoben, z.B. durch Steigerung des intrazellulären Jiv-Spiegels, wird auch nzp BVDV zytopathogen. Im Gegensatz dazu generieren zp BVDV Stämme NS3 unabhängig vom zellulären Jiv Protein; die NS3 Freisetzung erfolgt dabei mittels einer Vielzahl unterschiedlicher Mechanismen, welche auf Genomveränderungen in den betreffenden zp BVD Viren beruhen.
Gemäß unserer Arbeiten, ist die Regulation der viralen NS2 Autoprotease, durch einen zellulären Kofaktor, für die Fähigkeit des BVDV persistierende Infektionen zu etablieren, von entscheidender Bedeutung.

Aktuelle Schwerpunkte:
(i) Jiv, bzw. sein Fragment Jiv90, kann sowohl in cis, d.h. im Kontext von NS2-3, als auch in trans die NS2-3-Spaltung induzieren. Die Untersuchung der Interaktion zwischen NS2 und Jiv ergab zwei Jiv-Bindungsdomänen im NS2. Die Folgen der Jiv-Bindung für die Struktur von NS2 soll abgeklärt werden.
(ii) Die NS2 Autoprotease kann in eine Protease- und eine Substratdomäne zerlegt werden. Werden beide Fragmente zusammen mit Jiv90 exprimiert kommt es zur Assemblierung einer aktiven NS2 Protease. Dieser Vorgang soll mit gereinigten Proteinen näher untersucht werden. Sofern essentiell beteiligt, sollen weitere Wirtsfaktoren identifiziert werden.
(iii) Rolle der viralen NS Proteine für die Zytopathogenität: Überraschenderweise induziert sowohl die Expression von NS2-3-4A von zp BVDV (NS3 Freisetzung), als auch von nzp BVDV (ungespaltenes NS2-3), in eukaryontischen Zellen deren Absterben durch Apoptose. Es soll geklärt werden, welche NS Proteine den viralen Biotyp determinieren.


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