Dr. Nadine Biedenkopf Institut für Virologie Hans-Meerwein-Str. 2 35043 Marburg/Germany Tel: ++49 6421 28-25307 Fax: ++49 6421 28-68962
Mitarbeiter:
PostDocs:
Dr. Gesche Gerresheim
Promovierende:
Marcel Benz
Lennart Kämper
Isabel von Creytz
MSc- and BSc Studierende:
Technische Assistenz:
Jana Schneider
Wissenschaftliche Arbeitsgebiete:
1)
Filoviren:
Die virale RNA Synthese, also virale Transkription in mRNAs und Replikation in Vollelänge-Genome ist bei Filoviren durch ein Zusammenspiel von cis-aktiven Elementen auf dem RNA Genom, dem viralen Polymerasekomplex sowie der Interaktion mit zellulären Proteinen reguliert. Der essentielle virale Transkriptionsfaktor VP30 spielt hierbei eine besondere Rolle und wird durch eine Phosphorylierung reguliert: dephosphoryliertes VP30 aktiviert die virale Transkription, während bei phosphoryliertem VP30 keine Transkription stattfindet. Die dynamische Phosphorylierung, also sowohl dephosphoryliertes als auch phosphoryliertes VP30, ist essentiell für ein voll funktionstüchtiges VP30 und wird durch das Zusammenspiel von zellulären Phosphatasen und Kinasen reguliert. Das Nukleoprotein NP spielt hierbei eine essentielle Rolle bei der Dephosphorylierung von VP30, da es sowohl VP30 als auch die zelluläre Phosphatase PP2A rekrutiert, während die zelluläre Kinase SRPK1 für die (Re)Phosphorylierug von VP30 wichtig ist. Unser Interesse liegt hierbei in dem stark regulierten Mechanismus der VP30 Phosphorylierung und dem Zusammenspiel alles Schlüsselfaktoren.
Coronaviren:
Bei Coronaviren (CoV) spielt das Nukleokapsidprotein N eine Schlüsselrolle bei der RNA Synthese und ist an der Bildung von gRNA als auch bei der diskontinuierlichen Transkription von subgenomischen mRNAs beteiligt. Die Phosphorylierung von N spielt für dessen Funktionalität eine essentielle Rolle und findet an einem stark konservierten Arginin-Serin-reichen Region statt (R/S Region). Uns interessiert hier besonders, inwieweit es zwischen unterschiedlichen Coronaviren (α-CoV wie typische Erkältungsviren HCoV 229E oder β-CoV wie SARS-CoV-2 oder MERS-CoV) gemeinsam genutzte konservierte Mechanismen zur Regulation der Virusreplikation durch Phosphorylierung gibt (konservierte Phosphorylierungsstellen, konservierte zelluläre Kinasen/Phophatasen).
2a) Entwicklung von Virus-Surrogatsystemen zur Bestimmung von neutralisierenden Antikörpern gegen hochpathogene Viren
Im Fokus dieses Projektes steht die Entwicklung von Virus-Surrogatsystemen als zusätzliche Instrumente zur quantitativen Bestimmung neutralisierender Antikörper oder Seren gegen hochpathogene Viren der Sicherheitsstufe 3 oder 4 (BSL-3/-4). Diese Surrogatsysteme auf Basis von pseudotypisierten oder rekombinanten Viren ermöglichen Untersuchungen zur Neutralisationsaktivität der Proben unter Bedingungen der Biologischen Sicherheitsstufe 2, weil die verwendeten rekombinanten Viren beim Menschen keine Erkrankung auslösen. Dabei werden die Oberflächenproteine von hochpathogenen Viren wie z.B. das Spike-Protein von SARS CoV-2 in replikationsdefiziente Viruspartikel (z.B. Lentiviren) oder in replikationskompetente Viren (rekombinantes Vesikuläres-Stomatitis-Virus [VSV]) eingebaut. Die Pseudoviren werden dann z.B. anstelle des infektiösen SARS-CoV-2 eingesetzt, um Seren von infizierten Patienten oder von geimpften Personen auf ihre Fähigkeit zu untersuchen, eine Infektion zu verhindern.
2b) Nucleosid Boster Projekt
Dieses Projekt sieht die Testung verschiedener Nukleosidanaloga hinsichtlich ihrer Hemmung der viralen Replikation einer Vielzahl von Viren vor. Es handelt sich hierbei um ein Verbundprojekt mit Partnern der Antiviralen Compound Test Plattform (ACTP) im Rahmen der DZIF TTU Emerging Infections sowie der Initiative „Drugs for Neglected Diseases Initiative“ (DNDi), die für die Entwicklung der Nukleoside verantwortlich ist. Am Institut für Virologie testen wir die verschiedenen Nukleosidanaloga in einem RT-PCR basierten 96-well System auf ihre Wirksamkeit gegen Filoviren wie Ebolavirus und Marburgvirus, sowie gegen hochpathogene Paramyxoviren wie Nipahvirus. Ziel des Projektes ist es, Nukleosidanaloga zu identifizieren, die eine Breitbandwirkung gegen verschiedene Viren oder Virusfamilien besitzen und weiterzuentwickeln.
