Das humane Zytomegalovirus vermehrt sein DNA-Genom in spezialisierten Replikationskompartimenten, deren genaue Entstehung bisher nicht klar war. Forscher haben nun den Mechanismus dahinter entschlüsselt.
Das humane Zytomegalovirus (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 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 und Prof. Jens Bosse mit Hilfe von Live-Cell Imaging- und Photo-Oligomerisierungs-Methoden zeigen, dass die HCMV-Proteine UL112-113 eine Phasentrennung (liquid-liquid phase separation) durchlaufen. Dadurch wird die Ausbildung der Replikationskompartimente im Zellkern unterstützt. 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 Bosse, Leiter der assoziierten HPI-Gruppe Quantitative Virologie, die Ergebnisse.
Dieser Artikel basiert auf einer Pressemitteilung des Heinrich-Pette-Institut – Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie. Die Originalpublikation findet ihr hier und im Text.
Bildquelle: Daniel Olah, unsplash