Charakterisierung von CKAP2 im Replikationszyklus des Ebolavirus
bearbeitet am Institut molekulare Virologie und Zellbiologie
Das Ebolavirus gehört zur Familie der Filoviren, unter denen zahlreiche Vertreter schwere hämorrhagische Fiebererkrankungen auslösen. Diese gehen mit hohen Fallsterblichkeitsraten einher. Während das Ebolavirus selbst mittlerweile gut charakterisiert ist, sind weite Bereiche seiner Interaktionen mit dem Wirtsorganismus und die daraus resultierende Pathogenität für ebendiesen weiterhin ungeklärt.
Um ein tiefergreifendes Verständnis für Virus-Wirts-Interaktionen zu erlangen, habe ich im Rahmen meiner Masterarbeit das Protein CKAP2 im Kontext des ebolaviralen Replikationszyklus untersucht. CKAP2 weist einen hohen Anteil unstrukturierter Regionen, sogenannter intrinsically disordered regions (IDRs), auf. Diese stehen vermutlich mit der viralen Replikation, insbesondere mit der Ausbildung viraler Strukturen im Zytoplasma, den Inclusion Bodies (IBs), in Zusammenhang.
Im Verlauf meiner Masterarbeit konnte ich zeigen, dass CKAP2 die virale Replikation dosisabhängig hemmt. Dieser beobachte inhibitorische Effekt ist durch die CKAP2-abhängige Auflösung der IBs zu erklären. CKAP2 rekrutiert hierbei den Hauptbestandteil der IBs, das virale Nukleoprotein NP, an das Zytoskelett und trägt so zu deren Auflösung bei (Abb. 1).
Abbildung 1: Zelluläre Lokalisation von CKAP2 und dem Nukleoprotein NP. Normalerweise werden in EBOV-infizierten Zellen IBs gebildet (rot, obere Zelle), kleine Einschlüsse im Zytoplasma, die die virale RNA-Synthese realisieren. Nur in Zellen mit starker CKAP2-Überexpression (grün, untere Zelle) kommt es zur Auflösung der IBs und zur Umverteilung von NP an das Zytoskelett. Damit einhergehend wurde eine Inhibition der viralen RNA-Synthese beobachtet. Bei mäßiger oder schwacher CKAP2-Expression ist dieser Effekt dagegen nicht zu beobachten. Maßstab 20 µm.
Hierbei war es besonders interessant zu sehen, dass nicht das gesamte Protein für diesen Effekt verantwortlich ist, sondern eine seiner unstrukturierten Regionen, die IDR2 (Abb. 2). Die Deletion dieser Region führte zu intakten IBs und zum Verlust von CKAP2s inhibitorischer Aktivität.
Abb. 2: Reporteraktivität als Maß der viralen RNA-Synthese. Vergleich der verschiedenen CKAP2-Varianten. CKAP2 führt zur drastischen Inhibition der viralen RNA-Synthese. Dieser Effekt kann durch die Deletion der IDR2 kompensiert werden, jedoch nicht durch die Deletion einer der anderen unstrukturierten Regionen. NC: Negativkontrolle, WT: Wildtyp (physiologisch exprimiertes CKAP2). n = 3.
Zuletzt möchte ich mich für die Auszeichnung meiner Arbeit durch den Förderverein bedanken. Besonderer Dank gilt außerdem meinen KollegInnen im IMVZ.