Beiträge aus der Wissenschaft

Humanes Cytomegalovirus: Phasen-getrennte Kompartimente fördern Replikation

09.03.2022 09:57

Humanes Cytomegalovirus: Phasen-getrennte Kompartimente fördern Replikation

Ergebnisse im Journal Cell Reports erschienen

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Plötzlich gesund

Fortschreitende Naturerkenntnis, ganz allgemein gesprochen, ‘Wissenschaft’, ist der stärkste Feind des medizinischen Wunders. Was unseren Vorfahren als Wunder erschien, was einfache Naturvölker heute noch in heftige Erregung versetzt, das berührt den zivilisierten Menschen längst nicht mehr.
Doch es gibt einen Gegensatz, der jedem Denkenden sofort auffällt: der unerhörte, durchaus nicht abgeschlossene Aufstieg der wissenschaftlichen Heilkunde und die ebenso unerhörte Zunahme der Laienbehandlung und der Kurpfuscherei. Man schätzt die Zahl der Menschen, die der Schulmedizin kein Vertrauen schenken, auf immerhin 50 Prozent.
Wie kann es sein, daß Laienbehandler und Kurpfuscher immer wieder spektakuläre Erfolge aufweisen, von denen die Sensationspresse berichtet?
Der Autor geht dieser Frage nach und kommt zu interessanten Erkenntnissen, aus denen er Vorschläge für eine bessere Krankenbehandlung durch seine ärztlichen Standesgenossen ableitet.

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Hamburg. Das humane Cytomegalovirus (HCMV) vermehrt sein DNA-Genom in spezialisierten Replikationskompartimenten, deren genaue Entstehung bisher nicht geklärt war. Ein Forschungsteam aus dem Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie (HPI) und dem Centre for Structural Systems Biology (CSSB) konnte nun zeigen, dass die Bildung von phasengetrennten Kompartimenten um virale Genome herum notwendig ist, um die virale DNA-Polymerase zu rekrutieren. Zur Bildung dieser phasengetrennten Kompartimente nutzt HCMV seine UL112-113-Proteine. Die Ergebnisse sind in der renommierten Fachzeitschrift Cell Reports erschienen.

HCMV ist eine der Hauptursachen für Krankheit und Sterblichkeit bei immungeschwächten Transplantationspatienten und die häufigste Ursache für Infektionen bei Neugeborenen weltweit.

Bei einer HCMV-Infektion vermehrt das Virus sein DNA-Genom in spezialisierten Replikationskompartimenten im Kern der Wirtszelle. Diese membranlosen Organellen entstehen als runde Strukturen und nehmen mit der Zeit an Größe zu. Der genaue Mechanismus der Biogenese der Replikationskompartimente ist jedoch nach wie vor unbekannt.

In der jetzt im Journal Cell Reports publizierten Studie konnte das Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Wolfram Brune (HPI) und Prof. Jens B. Bosse (MHH, CSSB, HPI) mit Hilfe von Live-Cell Imaging- und Photo-Oligomerisierungs-Methoden zeigen, dass die HCMV-Proteine UL112-113 eine Phasentrennung (liquid-liquid phase separation) durchlaufen, wodurch die Ausbildung der Replikationskompartimente im Zellkern unterstützt wird. Die so gebildeten phasengetrennten Prä-Replikationskompartimente sind notwendig, um die virale DNA-Polymerase für die Genomreplikation der Viren zu rekrutieren.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Phasentrennung für die Ausbildung der Prä-Replikationskompartimente und die virale DNA-Replikation von entscheidender Bedeutung ist. Dabei erfüllen die Proteine UL112-113 eine wesentliche Funktion, indem sie eine replikationsfördernde Umgebung um virale Genome herum erzeugen“, erläutert Prof. Wolfram Brune, Leiter der HPI-Abteilung Virus-Wirt-Interaktion.

„Die Phasentrennung durch die UL112-113-Proteine ist zum einen wichtig für die räumliche Organisation der HCMV-Prä-Replikationskompartimente, zum anderen aber auch wesentlich für die Rekrutierung von Proteinen für die virale DNA-Replikation“, ergänzt Prof. Jens B. Bosse, Leiter der assoziierten HPI-Gruppe Quantitative Virologie die Ergebnisse.

Diese Studie wurde in der Abteilung Virus-Wirt-Interaktion am Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie (HPI), der Gruppe Quantitative Virologie (Medizinische Hochschule Hannover, CSSB, HPI) sowie der Gruppe Strukturelle Zellbiologie der Viren (HPI, CSSB, Universität Hamburg) durchgeführt. Das Projekt wurde durch das HPI Strategic Incentive Program (SIP) finanziert und ist Teil des Leibniz-WissenschaftsCampus InterACt.

Enrico Caragliano, Stefano Bonazza, Giada Frascaroli, Jiajia Tang, Timothy K. Soh, Kay Grünewald, Jens B. Bosse, Wolfram Brune. Human cytomegalovirus forms phase-separated compartments at viral genomes to facilitate viral replication. Cell Reports (March 8, 2022).
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.110469