Dynamics of cellular membranes and their exploitation by viruses

Prof. Dr. Hans-Georg Kräusslich
Department für Infektiologie, Virologie
Universitätsklinikum Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 324
D-69120 Heidelberg
Germany


Ziele des Programms

Hauptziel des Schwerpunktprogrammes 1175 ist es, durch die Zusammenführung von virologischer und zellbiologischer Expertise die Umhüllung von Viruspartikeln und zellulären Strukturen an verschiedenen Zellmembranen vergleichend zu untersuchen. Umhüllte Viren werden von der Zelle oder aus subzellulären Kompartimenten durch Knospung freigesetzt, ein Vorgang, der neben virus-spezifischen auch zelluläre Funktionen nutzt. Die interdisziplinäre Untersuchung verschiedener Umhüllungsprozesse zellulärer und viraler makromolekularer Komplexe kann daher zur Entdeckung fundamentaler molekularer Mechanismen von Umformungsprozessen an Membranen führen. Zwar ist gegenwärtig noch wenig über diese Vorgänge bekannt, doch wurden in jüngster Zeit - unter Beteiligung deutscher Forschungsgruppen - erste grundlegende Einblicke erhalten. Dies betrifft z. B. den Einbau von Kernporen in die intakte Kernmembran, die Ausschleusung herpesviraler Kapside aus dem intakten Zellkern, die Rekrutierung der zellulären Maschinerie, die für die Bildung von ,multivesicular bodies' verantwortlich ist, für die Knospung von Viren, sowie die Bildung und Erhaltung von Lipid-Mikrodomänen, die als Plattform für Virusfreisetzung dienen können. Der Brückenschlag zwischen Virologie und Zellbiologie hat in der Vergangenheit oft zu entscheidenden Erkenntnissen über fundamentale zelluläre Mechanismen geführt. Diese interdisziplinäre Kooperation ist eine Säule des SPP1175.

Das Forschungsprogramm umfasst viele der wichtigsten human- und tierpathogenen Viren wie z.B. HIV, Herpesviren, Hepatitis C Virus, hämorrhagische Fieberviren (Lassavirus und Ebolavirus) und Pockenviren. Darüber hinaus gelten die zugrunde liegenden Prinzipien vermutlich auch für andere (z.B. SARS-Coronavirus) und bisher unbekannte Viren. Neben den erwarteten grundlegenden Erkenntnissen zur intrazellulären Membranumhüllung sollte das Verständnis der molekularen Mechanismen auch zur Identifizierung neuer Zielstrukturen für die Therapie führen. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Anwendung neuer, bisher nicht generell verfügbarer Technologien für das Studium der Membranumhüllung. Das Thema des SPP1175 ist hochaktuell und auch international von höchstem Interesse. Die Einrichtung dieses SPP schafft somit ideale Voraussetzungen für die international kompetitive Bearbeitung dieses hochaktuellen Themas.