Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Virusproteine im Matroschka Design – Selbstspaltung ermöglicht neue Funktionen

08.10.2013
Die Schweinepest zählt zu den verlustreichsten Tierseuchen und bedroht die Schweinehaltung weltweit.

Verantwortlich ist das Virus der klassischen Schweinepest (KSP-Virus) das zu den Flaviviren gehört. Virologen der Veterinärmedizinischen Universität Wien (Vetmeduni Vienna) sind den Grundmechanismen dieses Erregers auf der Spur.


Wie die Matroschka Puppe spaltet sich das NS3 Protein selbst und lässt neue Proteine entstehen.
Frauke Lejeune / Vetmeduni Vienna

Sie fanden heraus, dass ein bestimmtes Virusprotein sich über das bekannte Maß hinaus selbst in unterschiedlich funktionierende Einheiten zerteilen kann. Die Erkenntnisse wurden im Journal of Virology veröffentlicht und könnten in der Zukunft auch Ansätze für das Verständnis und die Bekämpfung des verwandten Hepatitis C Virus liefern.

Viren sind keine Lebewesen sondern bestehen nur aus einem genetischen Programm. Im Falle der Flaviviren ist dieses Programm auf einem RNA (Ribonukleinsäure) Genom gespeichert, das von einer Proteinhülle umschlossen ist. Um sich fortzupflanzen und ihren vollen Lebenszyklus zu entfalten, benötigen Viren einen Wirt (Mensch, Tier oder Pflanze). Eine infizierte Wirtszelle wird dann dazu gezwungen, neue Viruspartikel herzustellen und so das Virus zu vermehren. Till Rümenapf und seine Kollegen vom Institut für Virologie erforschen den Lebenszyklus des KSP-Virus, indem sie Funktionen der viralen Komponenten genau untersuchen. „Nur die Grundlagenforschung ermöglicht es uns, die Strategien des Virus zu verstehen und angepasste Methoden zur Bekämpfung zu entwickeln“, erklärt Rümenapf.

Ein Virus ist hoch effizient organisiert

Insbesondere für RNA haltige Viren ist es von Vorteil, ein möglichst kompaktes Genom zu haben. Dies erlaubt schnelle Vermehrung und sichert hohe Stabilität. Um viel Information auf einem kleinen Genom zu speichern, haben Viren verschiedene Strategien entwickelt. Flaviviren haben das Problem gelöst, indem die gesamte genetische Information auf ein einziges Gen reduziert ist. Hieraus geht eine einzige Proteinkette hervor, die anschließend über zahlreiche Zwischenstufen in die einzelnen Proteine zerlegt wird, die jeweils unterschiedliche Aufgaben erfüllen.

Virusfamilie mit berühmten Vertretern

Die Familie der Flaviviren, dazu gehört auch das KSP-Virus, ist verantwortlich für eine Reihe von gefährlichen Infektionskrankheiten. Beim Menschen sind das die durch Zeckenbiss übertragene Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME), das tropische Dengue Fieber und die Hepatitis C.

Der im vergangenen Jahr an die Vetmeduni Vienna berufene Virologe Till Rümenapf erforscht seit Jahren mit seinen Kollegen die molekularen Mechanismen des KSP-Virus und verwandter Viren. In den Fokus gerückt ist dabei das so genannte Nichtstrukturprotein 3 (NS3), das als Enzym eine zentrale Rolle bei der Replikation des Erbguts einnimmt und die Bildung von Viruspartikeln steuert. Damit erfüllt es im Konzert der Virusproteine die Funktion des „Dirigenten“, der die Geschwindigkeit bestimmt und den Takt hält.

Teilung in zwei Schritten

Benjamin Lamp und Kollegen aus Rümenapfs Forschungsgruppe gingen dem NS3 Protein nun genauer auf den Grund. Sie fanden heraus, dass NS3 sich selbst attackiert und bislang unbekannte Spaltprodukte entstehen. Bei dieser Teilung von NS3 entstehen eine Proteinase, ein Enzym das wiederum Proteine spalten kann, und eine Helikase, ein Enzym das bei der Vervielfältigung des Erbguts eine wichtige Rolle spielt. Die entstandene Proteinase kann sich ein weiteres Mal zerteilen und selbst inaktivieren.

Selbsttrennung von NS3 ist überlebenswichtig für das Virus

Die Forscher zeigten in ihrer aktuellen Studie, dass sich NS3 nur an bestimmten, ganz genau definierten Stellen, spaltet. Als der Wissenschafter Lamp diese Schnittstellen veränderte, war das Virus nicht mehr in der Lage, sich in einer Wirtszelle effizient zu vermehren. Daraus lässt sich schließen, dass die Schnittstellen extrem wichtig für den Lebenszyklus des Virus sind. Rümenapf führt aus: „Seit 20 Jahren erforscht die wissenschaftliche Community das NS3 Protein. Wir waren überrascht, nun plötzlich diese neuen enzymatisch aktiven Spaltprodukte zu finden. Die bisherigen Vorstellungen über die Vermehrung des KSP-Virus und anderer Flaviviren müssen neu überdacht werden.“

Die wissenschaftliche Arbeit “Autocatalytic Cleavage within Classical Swine Fever Virus NS3 Leads to a Functional Separation of Protease and Helicase” von Benjamin Lamp, Christiane Riedel, Eveline Wentz, Maria-Alejandra Tortorici und Till Rümenapf wurde aktuell im Journal of Virology veröffentlicht. (doi: 10.1128/JVI.00754-13)

http://jvi.asm.org/content/87/21/11872#ref-list-1

Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Till Rümenapf
Institut für Virologie
Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna)
till.ruemenapf@vetmeduni.ac.at
Aussenderin:
Dr. Susanna Kautschitsch
Wissenschaftskommunikation / Public Relations
Veterinärmedizinische Universität Wien (Vetmeduni Vienna)
T +43 1 25077-1153
susanna.kautschitsch@vetmeduni.ac.at

Susanna Kautschitsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.vetmeduni.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Kaskadennutzung auch bei Holz positiv
11.12.2017 | Technische Universität München

nachricht Warum pflanzt man Bäume auf dem Acker?
29.11.2017 | Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Im Focus: First-of-its-kind chemical oscillator offers new level of molecular control

DNA molecules that follow specific instructions could offer more precise molecular control of synthetic chemical systems, a discovery that opens the door for engineers to create molecular machines with new and complex behaviors.

Researchers have created chemical amplifiers and a chemical oscillator using a systematic method that has the potential to embed sophisticated circuit...

Im Focus: Nanostrukturen steuern Wärmetransport: Bayreuther Forscher entdecken Verfahren zur Wärmeregulierung

Der Forschergruppe von Prof. Dr. Markus Retsch an der Universität Bayreuth ist es erstmals gelungen, die von der Temperatur abhängige Wärmeleitfähigkeit mit Hilfe von polymeren Materialien präzise zu steuern. In der Zeitschrift Science Advances werden diese fortschrittlichen, zunächst für Laboruntersuchungen hergestellten Funktionsmaterialien beschrieben. Die hiermit gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Relevanz für die Entwicklung neuer Konzepte zur Wärmedämmung.

Von Schmetterlingsflügeln zu neuen Funktionsmaterialien

Im Focus: Lange Speicherung photonischer Quantenbits für globale Teleportation

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erreichen mit neuer Speichertechnik für photonische Quantenbits Kohärenzzeiten, welche die weltweite...

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

Mit allen Sinnen! - Sensoren im Automobil

14.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltrekord: Jülicher Forscher simulieren Quantencomputer mit 46 Qubits

15.12.2017 | Informationstechnologie

Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke

15.12.2017 | Verfahrenstechnologie

Forscher vereinfachen Installation und Programmierung von Robotersystemen

15.12.2017 | Energie und Elektrotechnik