Forschungsprojekte

  • Analyse von pflanzlichen Stress-Granula bei einer viralen Infektion

Kürzlich konnte von uns gezeigt werden, dass gemini- und nanovirale Proteine mit dem Ras-GAP SH3 domain binding protein (G3BP) interagieren, das ein wesentlicher Bestandteil der Stress-Granula (SG) ist. SG sind zytoplasmatisch lokalisierte RNA-Protein-Komplexe, die sich bei biotischem oder abiotischem Zellstress bilden. SG fungieren in der Regulation der Genexpression und sind Teil der zellulären Stressantwort, indem sie initiierte Translationskomplexe arretieren. G3BP ist dabei das Schlüsselenzym zur Bildung der SG und ist daher für einige tierische und humane Viren ein bevorzugtes Ziel, um die Funktion der SG auszuschalten. Die Vermutung liegt nahe, dass auch Pflanzenviren die SG inaktivieren, um die Expression von viralen Proteinen aufrecht zu halten. Die Rolle von pflanzlichen SG in der antiviralen Stressantwort ist kaum erforscht, daher ist es das Ziel dieser Studie pflanzliche SG genauer zu charakterisieren. Im Fokus soll das Zwischenspiel von SG und Pflanzenvirus stehen. Zusammenfassend sollen diese Untersuchungen Aufschluss über die Strategien geben, wie Pflanzenviren mit SG bzw. deren Komponenten interagieren, um Mechanismen abzuleiten, wie pflanzliche SG funktionieren und wie Pflanzenviren diese Mechanismen umgehen können.

This is a DFG funded project.

 

Development of a viral-based CRISPR/Cas-system for potato (DeviCCpo)

The DeviCCpo project will develop a novel RNA virus-based CRISPR/Cas9 delivery system, a novel application technique and, in addition, will assess a novel gene target to provide a more heat tolerant potato plant to tackle climate change challenges .

This is a BMBF sponsored project.

  

 

Untersuchung von molekularen und zellulären Aspekten im Infektionszyklus von multipartiten Nanoviren

Pflanzenviren sind eine weltweite Bedrohung. Das Studium ihres Lebenszyklus ist deshalb essentiell um alternative Bekämpfungsstrategien zu entwickeln. Die Familie der Nanoviridae muss aus praktischen, als auch aus fundamentalen Gründen untersucht werden, denn: i) sie stellen eine ernstzunehmende Bedrohung der Musaceae dar (bedroht durch den Genus Babuvirus) und für Leguminosen (bedroht durch den Genus Nanovirus) dar, und ii) haben sie mit der Strategie eines multipartiten Genoms eine Genomorganisation angenommen, die bis heute rätselhaft ist. Nanoviren haben die höchsten Anzahl an Genomkomponenten, die bis heute beschrieben wurde und stellen damit das optimale Modellsystem dar, um Prozesse zu untersuchen, die für multipartite Pflanzenviren spezifisch ist. Insbesondere gilt es zu untersuchen, wie solche Viren effizient einen ausreichenden Anteil an Wirtszellen mit jeweils allen Genomkomponenten infizieren können. In der Literatur gilt dies als schier unmöglich und wir müssen daher alles in Frage stellen, um multipartite virale Systeme besser verstehen zu können. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass Nanoviren nicht nach den akzeptierten Konzepten in der Virologie funktionieren. Das Virus verbreitet sich und seine Genomkomponenten in bestimmte, individuelle Wirtszellen auf eine plurizelluläre Art und Weise, so dass sie sich funktionell ergänzen und zwar über Zellgrenzen hinweg. Diese bespiellose Entdeckung in der Virologie verlangt eine gründliche Untersuchung, um diesen überraschenden "Lebensstil" und die zugrunde liegenden Mechanismen aufzuklären. Die Arbeitsgruppe von Dr. Krenz wird deshalb die viralen Proteine und ihre Rolle in der Virus-Wirts-Interaktion analysieren, während die Arbeitsgruppe von Prof. Blanc die virale Populationsdynamik im Wirt und die Virus-Vektor-Interaktion während der Virusübertragung untersucht. Damit bündelt dieses Projekt die Expertisen, um den gesamten viralen Infektionszyklus studieren zu können. In diesem Projekt werden biochemische und biologische Eigenschaften von nanoviralen Genprodukten untersucht, die mit Faktoren der Wirtspflanze und der Blattlaus interagieren. Ziel ist es zu verstehen, wie bestimmte virale Genomkomponenten in verschiedenen Wirtszellen funktionieren, wie sie kommunizieren und sich komplementieren können, besonders über mehrzellige Entfernungen hinweg. Ebenfalls soll verstanden werden, wie sich die Viruspartikel in der Blattlaus bewegen, und sicherstellen, dass auch alle Genomkomponenten letztendlich wieder in die Pflanze übertragen werden können. Dieses Projekt hat daher das ambitionierte Ziel, neben dem besseren Verständnis der Biologie der Nanoviren, die plurizelluläre Infektionsstrategie von multipartiten Viren aufzuklären und erreicht damit einen neuen Horizont in der Pflanzenvirenforschung.

This is a DFG funded project.

 

Multi-omics analyses of micro-dissected infected plant material

It is our special emphasis to analyze the very early events of infection. Thus we identify the initial point of plant virus infection, isolate this area by microscope laser dissection and subsequently analyze this sample with a multi-omics approach.