Charakterisierung der Rolle des endosomalen Recycling-Systems für den intrazellulären Transport des Marburg Virus Glykoproteins

Das Marburg Virus (MARV), das zur Familie der Filoviridae gezählt wird, ist ein Erreger schwerer Fieber mit Letalitätsraten von bis zu 90 %. Das Glykoprotein GP stellt das einzige Oberflächenprotein des MARV dar und daher ist sein korrekter Transport zu den „Budding-Sites“ an der Plasmamembran sowie...

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Main Author: Halwe, Sandro
Contributors: Becker, Stephan (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2019
Medizin
Subjects:
GP
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Das Marburg Virus (MARV), das zur Familie der Filoviridae gezählt wird, ist ein Erreger schwerer Fieber mit Letalitätsraten von bis zu 90 %. Das Glykoprotein GP stellt das einzige Oberflächenprotein des MARV dar und daher ist sein korrekter Transport zu den „Budding-Sites“ an der Plasmamembran sowie seine Inkorporation in neue Viruspartikel essentiell für den viralen Infektionszyklus. Das aktuelle Modell beschreibt einen Transport von GP über den klassischen sekretorischen Pfad, der das endoplasmatische Retikulum, den Golgi-Apparat und das trans-Golgi-Netzwerk einschließt. Dennoch sind weder die exakten Transportschritte zwischen dem Golgi-Apparat und der Plasmamembran noch Wirtsfaktoren, die diesen Prozess vermitteln, bekannt. Aus diesem Grund war das Ziel dieser Studie, den post-Golgi-Transport von MARV-GP näher zu charakterisieren und potentielle subzelluläre Kompartimente sowie Wirtsfaktoren zu identifizieren, die die Beförderung von MARV-GP zur Zelloberfläche im Allgemeinen und zu den VP40-reichen „Budding-Sites“ im Besonderen vermitteln. Im ersten Teil dieser Arbeit konnte mittels konfokaler Mikroskopie gezeigt werden, dass MARV-GP mit Markerproteinen von Recycling Endosomen (Transferrin-Rezeptor, GFP-Rab11) sowohl in transient transfizierten als auch in MARV-infizierten Zellen kolokalisiert. Da eine Re-Endozytose von der Plasmamembran ausgeschlossen werden konnte, deuteten diese Ergebnisse auf eine Rolle des endosomalen Recycling-Systems innerhalb des „biosynthetischen“ Transports von GP zwischen dem Golgi-Apparat und der Zelloberfläche. Im zweiten Teil konnte nachgewiesen werden, dass die funktionelle Ablation des endosomalen Recycling-Systems durch die Überexpression einer dominant-negativen Mutante von Myosin Vb (Myosin Vb Tail) zu einer aberranten Verteilung von GP führt, das in der Folge innerhalb oder in der Nähe von perinukleären Myosin Vb Tail-Aggregaten akkumuliert. Infolge einer Blockade des Transports von GP aus dem Golgi-Apparat, konnte weiter aufgedeckt werden, dass GP das Myosin Vb-positive Kompartiment nach Verlassen des Golgi-Apparats erreicht. Die Interferenz des GP-Transports durch das dominant-negative Myosin Vb Tail reduzierte darüber hinaus signifikant die GP-Level an der Zelloberfläche im Allgemeinen und in VP40-reichen Regionen an der Plasmamembran im Besonderen. Im Gegensatz dazu beeinträchtigte die Expression von Myosin Vb Tail weder die Verteilung des MARV Matrixproteins VP40 noch von MARV-NP als Hauptkomponente der viralen Nukleokapside, was für die Nutzung distinkter Transportwege durch MARV-GP und den anderen viralen Strukturproteinen spricht. Überraschenderweise hatte die Inhibition von Rab11, einem bedeutenden Regulator von Myosin Vb, durch die Überexpression dominant-negativer bzw. konstitutiv-aktiver Mutanten oder durch eine siRNA-vermittelte Depletion keinen Einfluss auf die Verteilung oder die Oberflächenexpression von GP, was darauf hindeutet, dass Rab11 nicht essentiell für den Transport von MARV-GP ist. Zusammengefasst sprechen diese Ergebnisse dafür, dass MARV-GP nach dem Verlassen des Golgi-Apparats das Myosin Vb-assoziierte endosomale Recycling-System passiert. Ein korrekter Transport durch das Recycling-System ist substantiell für die Beförderung von GP zur Zelloberfläche sowie zu den VP40-angereicherten Plasmamebranregionen und daher eine wichtige Komponente bei der Bildung der Partikelhülle des MARV.
Physical Description:178 Pages
DOI:https://doi.org/10.17192/z2019.0407