Wie setzen sich Viren auf Einzelpartikelebene zusammen?

Prof. Bosse

Worum geht es in diesem Forschungsprojekt?

Einzelpartikelverfolgung der HCMV-Hüllkurve

Worum geht es in diesem Forschungsprojekt?

Das humane Cytomegalovirus (HCMV) ist ein ubiquitäres Betaherpesvirus von großer klinischer Bedeutung, das beim Menschen eine lebenslange latente Infektion auslöst. Es ist die Hauptursache für angeborene Behinderungen in den Industrieländern und eine wichtige Ursache für Erkrankungen bei Patientinnen und Patienten mit geschwächtem Immunsystem, wie Transplantations-, AIDS- oder Krebspatienten. Die Entwicklung eines Impfstoffs hat seit über 20 Jahren hohe Priorität. Trotz anhaltender Bemühungen gibt es bisher keinen zugelassenen Impfstoff, und die antivirale Therapie ist derzeit die einzige Behandlungsmöglichkeit, wobei die Entwicklung einer Virusresistenz ein großes Problem darstellt.

Wie ist der Stand der Dinge?

HCMV setzt sich in einer komplexen Abfolge aufeinander folgender Morphogenese-Ereignisse zusammen, die auf räumlich-zeitlicher Ebene nur unzureichend verstanden sind. Es werden hochaufgelöste Daten benötigt, um zu bestimmen, wie sich Viren auf Einzelpartikelebene zusammensetzen, und um potenzielle Engpässe in diesen Prozessen als spezifische pharmakologische Zielstrukturen zu identifizieren.

Licht- und Elektronenmikroskopie einer HCMV-infizierten Zelle mit multiviralen Körpern. ©Flomm et al. In BioRxiv

Was sind die Projektziele?

Unsere Forschung zielt darauf ab, die zeit-räumliche Regulierung der HCMV-Morphogenese auf Einzelpartikelebene zu beleuchten. Wir verwenden korrelative dreidimensionale Licht- und Elektronenmikroskopie, um die Kinetik und Dynamik viraler makromolekularer Komplexe in Zellen auf Einzelpartikelebene zu quantifizieren, und erstellen Software zur Analyse großer Bilddatensätze. Mit diesen Instrumenten wollen wir neue Ziele für die Hemmung von HCMV definieren.

Wie kommen wir da hin?

Zusammen mit unseren Kolleginnen und Kollegen an der MHH und am CSSB in Hamburg kombinieren wir die molekulare Virologie mit modernsten Licht- und Elektronenmikroskopie-Werkzeugen sowie der Strukturbiologie und der am Zentrum für Strukturelle Systembiologie (CSSB) in Hamburg verfügbaren Computer-Infrastruktur, um zu analysieren, wie sich Viren auf Einzelpartikelebene zusammensetzen.

3D-Darstellung des Inhalts von HCMV-Multiviralkörpern. ©Flomm et al. In BioRxiv

Leitende Forscher des Projekts D3

Projekttitel: Räumlich-zeitliche Orchestrierung der HCMV-Morphogenese

Prof. Dr. Jens Bosse

Projekt: D3

CV & VIDEO

Publikationen des Projektes D3

Publikationen 2023

A TriPPPro-Nucleotide Reporter with Optimized Cell-Permeable Dyes for Metabolic Labeling of Cellular and Viral DNA in Living Cells. Sterrenberg VT, Stalling D, Knaack JIH, Soh TK, Bosse JB, Meier C. Angew Chem Int Ed Engl. 2023 Sep 18;62(38):e202308271.

HSV-1 exploits host heterochromatin for nuclear egress. Lewis HC, Kelnhofer-Millevolte LE, Brinkley MR, Arbach HE, Arnold EA, Sanders S, Bosse JB, Ramachandran S, Avgousti DC. J Cell Biol. 2023 Sep 4;222(9):e202304106.

Spatially resolved protein map of intact human cytomegalovirus virions. Bogdanow B, Gruska I, Mühlberg L, Protze J, Hohensee S, Vetter B, Bosse JB, Lehmann M, Sadeghi M, Wiebusch L, Liu F. Nat Microbiol. 2023 Aug 7.

From the beginnings to multidimensional light and electron microscopy of virus morphogenesis. Saskia Sanders, Yannick Jensen, Rudolph Reimer, Jens B. Bosse, Chapter Two – , Editor(s): Stefan Finke, Dmitry Ushakov, Advances in Virus Research, Academic Press, Volume 116, 2023, Pages 45-88

Viral dew: Phase separation and the formation of viral replication compartments. Bosse JB, Brune W. Viral dew. PLoS Pathog. 2023 Feb 16;19(2):e1011145.

A validated protocol to UV-inactivate SARS-CoV-2 and herpesvirus-infected cells. PLoS One. 2023 May 10;18(5):e0274065. Soh TK, Pfefferle S, Wurr S, von Possel R, Oestereich L, Rieger T, Uetrecht C, Rosenthal M, Bosse JB.

Publikationen 2022

Intermittent bulk release of human cytomegalovirus. Flomm FJ, Soh TK, Schneider C, Wedemann L, Britt HM, Thalassinos K, Pfitzner S, Reimer R, Grünewald K, Bosse JB. PLoS Pathog. 2022 Aug 4

The unconventional way out – Egress of HCMV through multiviral bodies. Wedemann L, Flomm FJ, Bosse JB. Mol Microbiol.

Human cytomegalovirus forms phase-separated compartments at viral genomes to facilitate viral replication. Caragliano E, Bonazza S, Frascaroli G, Tang J, Soh TK,Grünewald K, Bosse JB*, Brune W* (*co-corresponding authors, equal contribution) Cell Reports

Herpesvirus Replication Compartments: Dynamic Biomolecular Condensates? Enrico Caragliano, Wolfram Brune, Jens B. Bosse, Viruses

A Unique Role of the Human Cytomegalovirus Small Capsid Protein in Capsid Assembly. Borst EM, Harmening S, Sanders S, Caragliano E, Wagner K, Lenac Roviš T, Jonjić S, Bosse JB, Messerle M. mBio. 2022 Oct 26;13(5):e0100722. doi: 10.1128/mbio.01007-22. Epub 2022 Sep 6.

Publikationen 2021

Infection-induced chromatin modifications facilitate translocation of herpes simplex virus capsids to the inner nuclear membrane, V Aho, S Salminen, S Mattola, A Gupta, F Flomm, B Sodeik, JB Bosse, Maija Vihinen-Ranta, PLoS pathogens 17 (12), e1010132

KIR3DS1 directs NK cell-mediated protection against human adenovirus infections. Jung J, Ching W, Baumdick M, Hoffmann-Sieber H, Bosse JB, Koyro TF, Moeller K, Wegner L, Niehrs A, Russu K, Ohms M, Zhang W, Ehrhardt A, Duisters K, Spierings E, Hoelzemer A, Koerner C, Jansen S, Peine S, Koenigs I, Luetgehetmann M, Perez D, Reinshagen K, Lindemanns AA, Altfeld M, Berlderbos ME, Dobner T, Bunders M, (2021), Science Immunology, https://doi.org/10.1126/sciimmunol.abe2942

Concatemeric Broccoli reduces mRNA stability and induces aggregates. Rink MR, Baptista MAP, Flomm FJ, Hennig T, Whisnant AW, Wolf N, Seibel J, Dölken L, Bosse JB, (2021), PLOS One, doi: 10.1371/journal.pone.0244166 Article PLOS ONE 3,2

Identification of African Elephant Polyomavirus in wild elephants and the creation of a vector expressing its viral tumor antigens to transform elephant primary cells. Pearson VR, Bosse JB, Koyuncu OO, Scherer J, Toruno C, Robinson R, et al. (2021) PLoS ONE 16(2): e0244334.

Human Adenovirus Type 5 Infection Leads to Nuclear Envelope Destabilization and Membrane Permeability Independently of Adenovirus Death Protein. Pfitzner S, Bosse JB, Hofmann-Sieber H, Flomm F, Reimer R, Dobner T, Grünewald K, Franken LE, International Journal of Molecular Sciences (IJMS) 2021).

Egress of human cytomegalovirus through multivesicular bodies. Flomm F, Soh TK, Britt H, Schneider C, Reimer R, Thalassinos K, Grünewald K, Bosse JB. bioRxiv 2020

Publikationen 2020

Fluorescent Protein Tagging of Adenoviral Proeins PV and PIX Reveals ‚Late Virion Accumulation Compartment‘. Sieber H, Bosse JB, Franken LE, Grünewald K, Dobner T, (2020), PLOS Pathogens