Die IRE1-abhängige ER-Stress-Antwort wird durch antagonistische Effekte der Marburg Virus Proteine GP und VP30 ausbalanciert

Das Marburg Virus (MARV) gehört, wie das Ebola Virus (EBOV), zur Familie der Filoviridae. Im Menschen führt eine Infektion mit dem MARV häufig zu schweren Fiebererkrankungen mit einer Letalitätsrate von bis zu 90%. Aufgrund dieser hohen Letalitätsrate, und da bisher keine Impfstoffe oder Therapiemög...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Main Author: Rohde, Cornelius
Contributors: Becker, Stephan (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2019
Medizin
Subjects:
GP
Online Access:PDF Full Text
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Description
Summary:Das Marburg Virus (MARV) gehört, wie das Ebola Virus (EBOV), zur Familie der Filoviridae. Im Menschen führt eine Infektion mit dem MARV häufig zu schweren Fiebererkrankungen mit einer Letalitätsrate von bis zu 90%. Aufgrund dieser hohen Letalitätsrate, und da bisher keine Impfstoffe oder Therapiemöglichkeiten zugelassen sind, werden Filoviren in die höchste biologische Sicherheitsstufe 4 eingestuft. Um neue Ansatzpunkte für Therapeutika zu finden, ist es essentiell die Interaktionen zwischen dem MARV und der Wirtszelle genau zu charakterisieren. Für seine Replikation ist das MARV, wie alle Viren, vollständig auf die Wirtszelle angewiesen, und die Infektion bedeutet eine Belastung für die Ressourcen der Zelle. Während der Infektion wird das MARV Oberflächenprotein, das Glykoprotein GP, am rauen Endoplasmatischen Retikulum (ER) synthetisiert, im Lumen des ER gefaltet und posttranslational stark glykosyliert. Diese Prozesse verzögern den Transport des GP, wodurch es im ER akkumuliert, bevor es an die Plasmamembran transportiert wird. In Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass die transiente Expression des MARV GP zu einer Überlastung des ER führt (ER-Stress) und eine Inositol-requiring enzyme 1 α (IRE1)-abhängigen ER-Stress-Antwort führt. Wird IRE1 aktiviert, ist es durch eine Ribonuklease-Aktivität in der Lage die X-box binding protein 1 unspliced (XBP1u) mRNA zu spleißen. Der dadurch entstehende Transkriptionsfaktor X-box binding protein 1 spliced (XBP1s) migriert in den Zellkern und aktiviert über die Promotoren unfolded protein response element (UPRE) und ER stress element (ERSE) viele verschiedene Gene, um die Homöostase im ER wiederzuerlangen. Eine langanhaltende Aktivierung von IRE1 hingegen führt zur Apoptose. Die ER-Stress-Antwort kann somit von Vor- oder Nachteil für die virale Replikation sein. In der vorliegenden Arbeit konnte die GP-abhängige Aktivierung der ER-Stress-Antwort im Detail charakterisiert werden. Die Expression des GP führt zu einer Aktivierung von IRE1, des Transkriptionsfaktors XBP1s und in der Folge auch des Promotors UPRE. Verantwortlich für diese Aktivierung sind die voraussichtlich die molekulare Größe des GP und die vielen Glykosylierungen innerhalb der Mucin-ähnlichen Domäne des GP. In Vorarbeiten zeigte sich, dass die ER-Stress-Antwort während einer MARV Infektion nicht aktiviert wird. Der Grund hierfür ist das virale Protein VP30, welches ein multifunktionales Protein und viraler Transkriptionsfaktor ist und eine Reduktion der IRE1-abhängigen ER-Stress-Antwort vermitteln kann. Der genaue Mechanismus war bislang unklar. In dieser Arbeit konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass VP30 RNA-abhängig mit dem XBP1u Protein interagiert. XBP1u rekrutiert seine eigene mRNA an die ER-Membran, sodass sich diese in räumlicher Nähe zu IRE1 befindet. Folglich könnte die Interaktion von VP30 mit dem XBP1u mRNA/XBP1u Protein Komplex die XBP1u mRNA für IRE1 unzugänglich machen und somit das Spleißen unterbinden. Weiter konnte hier gezeigt werden, dass eine präzise Regulation der ER-Stress-Antwort wichtig für die virale Vermehrung des MARV ist, da sowohl eine aktivierte, als auch eine unterbundene IRE1-abhängige ER-Stress-Antwort, die Vermehrung des Virus beeinflusst. Der aktuelle Forschungsstand zeigt, dass die Regulation der ER-Stress-Antwort wichtig ist, um eine effiziente MARV Freisetzung zu gewährleisten. Dies ist somit ein interessanter Ansatzpunkt für neue Therapeutika.
Physical Description:144 Pages
DOI:https://doi.org/10.17192/z2019.0402