ERC Synergy Grant für Kollaboration mit Jeffrey Bode

Viren wie Influenza A bleiben eine der grössten Bedrohungen für die menschliche Gesundheit und können enormen wirtschaftlichen Schaden verursachen. Trotz jahrzehntelanger Forschung wissen wir sehr wenig über die molekularen Mechanismen, mit denen Viren Säugetierwirte infizieren, und wie sie sich genau vor dem Immunsystem verstecken. Da es heute nur wenige antivirale Breitbandbehandlungen gibt, besteht für die Weltbevölkerung weiterhing die Bedrohung durch pandemische Viren. Jüngste Ausbrüche von Ebola-, Zika- oder West-Nil-Viren verdeutlichen die anhaltenden Gefahren, die von herkömmlichen Viren ausgehen.

Dank detaillierter Studien über den molekularen Mechanismus des viralen Eintritts in Säugetierzellen haben die Teams von Patrick Matthias am FMI und von Yohei Yamauchi an der Universität Bristol eine potenziell grundlegende Strategie entdeckt mit der umhüllte Viren Zellen infizieren. Ihre Studien zeigten, dass zwei verbreitete Proteine der Wirtszellen Schlüsselvermittler für den Eintritt von Viren sind: HDAC6, ein Enzym, das die Proteinacetylierung reguliert (eine wichtige posttranslationale Modifikation, die die Proteinfunktion moduliert), und freie Ubiquitinketten, die mit anderen Proteinen wie HDAC6 interagieren und diese aktivieren können, aber über die man noch wenig weiss. Diese Studien implizierten auch, dass Viren von einem Stress-aktivierten Signalweg Gebrauch machen, der normalerweise von Zellen genutzt wird, um falsch gefaltete Proteine zu verarbeiten.

Matthias und Yamauchi wollen in Zusammenarbeit mit einer dritten Forschungsgruppe ̶ der Gruppe von Jeffrey Bode an der ETH Zürich ̶ auf diese Studien aufbauen, um die molekularen Mechanismen einer Virusinfektion weiter zu erforschen und die Biologie und regulatorischen Rollen von freien Ubiquitinketten besser zu verstehen. Der ihnen gewährte ERC-Synergy Grant, der für "transformative Forschung, die in der Lage ist, bahnbrechende wissenschaftliche Ergebnisse zu liefern" verliehen wird, wird der Finanzierung ihrer Forschung in den nächsten sechs Jahren dienen.

Mit den kombinierten Werkzeugen der Molekular- und Zellbiologie, Biochemie, Virologie und synthetischen Chemie wird das multidisziplinäre Team die genauen Mechanismen und Signalwege untersuchen, die für eine Influenza-Virusinfektion notwendig sind, und grundlegende Erkenntnisse über deren Regulation gewinnen. Das Team wird auch versuchen, die Vermutung zu verifizieren, dass zahlreiche andere Virustypen, wie lebensbedrohliche Zika-, Dengue-, Ebola- und MERS-Viren, den gleichen Signalweg nutzen.

Mit den gewonnenen Erkenntnissen erhoffen sich die Forschenden, in Mausmodellen die Virusinfektionen reduzieren zu können und so die Grundlage für die Entwicklung einer neuen Generation antiviraler Therapien zu liefern. Über die Virologie hinaus wird dieses Projekt zu wichtigen Erkenntnissen in der zellulären Regulation und damit verbundenen Pathologien führen, sowie zur Entwicklung neuer chemischer Synthesemethoden beitragen.