Projektübersicht

Prof. Dr. Jacomina Krijnse Locker

Vernachlässigte Infektionskrankheiten mit Schwerpunkt bildgebender Verfahren

Projektbeschreibung

Wir setzen bildgebende Verfahren ein, um zu verstehen wie Krankheitserreger mit der Wirtszelle interagieren und Krankheiten verursachen. Unser Fokus liegt auf der Elektronenmikroskopie (EM) und korrelativer Licht- und Elektronenmikroskopie (CLEM). Um robuste, anpassbare Protokolle zu generieren, verwenden wir das große DNA-Virus Vaccinia (VACV) als Modell. Die SARS-CoV2-Pandemie veranschaulicht, wie Viren weltweit sozioökonomische Auswirkungen mit dramatischen Folgen für die vernachlässigten Tropenkrankheiten (NTDs) haben. Es besteht die dringende Notwendigkeit, die SARS-CoV2-Pandemie einzudämmen und die Ressourcen auf NTDs zu konzentrieren. In einer Instituts-übergreifenden Kooperation haben wir gezeigt, dass das Spike- Protein (S) von SARS-CO-2, das essenziell für die Infektion ist, eine unerwartete Flexibilität aufweist. Dies könnte die Rezeptorbindung und den Zelleintritt des Virus erleichtern, was bis jetzt nicht bewiesen ist.

Die Kryoelektronentomographie von SARS-CoV-2 und die molekulare dynamische Simulation des Spike Proteins zeigen eine unerwartete Flexibilität des Stiels.

Nach der Knospung (Entstehung der Virushülle) an der intrazellulären Membranen verlassen Coronaviren die Zelle auf eine bisher wenig erforschte Weise. Vesikuläres Trafficking sowie eine regulierte lysosomale Exozytose werden dabei als Mechanismen diskutiert.

 

Wissenschaftliches Ziel:

Ziel des Projektes ist es, mit Hilfe von Antikörpern, Medikamenten und Genetik in die Flexibilität von S einzugreifen, Auswirkungen auf die Infektion zu testen und damit die Funktion zu verstehen. Die Virusfreisetzung aus infizierten Zellen soll mit einem CLEM-Ansatz untersucht werden, der Live-Cell-Imaging mit EM kombiniert. Die aus unserem VACV- und SARS CoV2-Wirtssystem gewonnene Expertise kann dann zur Beantwortung von Fragen im Kontext anderer Virus-Wirtssystemen der Teams des DRUID-Konsortiums eingesetzt werden.

 

DRUID-Kooperationspartner:

A3 Weber lab, B2 Ziebuhr lab, B6 P Herker lab, C1 Hildt lab, D3 van Zandbergen lab, E5 Czermak lab


Literatur E7 P: Turoňová, B., et al. (2020). Science (80-. ). 370, 203–208. Blanco-Rodriguez, G., et al.(2020). J. Virol. 94 e00135-20. Quemin, E.R.,  et al. (2018). J. Mol. Biol.430, 1714-1724. Chlanda, P., and Krijnse Locker, J. (2017). Biochem. J. 474, 1041–1053. Sartori-Rupp, A., et al. (2019). Nat. Commun. 10, 342.