Ein internationales Forscherteam um Prof. Dr. Janosch Hennig von der Universität Bayreuth hat herausgefunden, wie das Protein TRIM25 zur Abwehr von RNA-Viren beiträgt, deren Erbgut als Ribonukleinsäure (RNA) vorliegt.
Die Ergebnisse ermöglichen ein besseres Verständnis der molekularen Mechanismen des menschlichen Immunsystems. Das haben die Forscher jetzt berichtet Erkenntnisse In Naturkommunikation.
Das Coronavirus hat gezeigt, dass die Gefahr einer Pandemie besteht, wenn für den Menschen gefährliche Viren mutieren: Diese Mutationen breiten sich schneller aus und sind für das menschliche Immunsystem schwerer zu bekämpfen. Umso wichtiger ist es, die molekularen Mechanismen der Proteine zu verstehen, die für die angeborene Immunantwort des Menschen verantwortlich sind. Neue Erkenntnisse können dann genutzt werden, um neuartige antivirale Medikamente zur Eindämmung von Pandemien zu entwickeln.
Das Protein TRIM25 spielt eine zentrale Rolle in der angeborenen Immunabwehr gegen RNA-Viren, seine Rolle ist jedoch noch wenig verstanden. Es ist klar, dass TRIM25 als sogenannte Ubiquitin-E3-Ligase die Reaktion des Immunsystems auf virale RNA auslöst, indem es das Molekül Ubiquitin auf das Protein RIG-I überträgt, das dann die Immunabwehr aktiviert.
Vor einiger Zeit wurde außerdem entdeckt, dass TRIM25 selbst verschiedene Formen von RNA binden kann. Allerdings war bisher unklar, wie genau TRIM25 RNA bindet und wie diese Bindung die antivirale Aktivität beeinflusst.
Um den zugrunde liegenden molekularen Mechanismus besser zu verstehen, hat das Forscherteam um Prof. Dr. Hennig (Lehrstuhl für Biochemie IV) an der Universität Bayreuth die TRIM25-RNA-Bindung genauer untersucht.
In Bayreuth wurde eine Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) durchgeführt, mit deren Hilfe sich die elektronische Umgebung von Atomen und die Wechselwirkung mit benachbarten Atomen aufklären lässt. Mithilfe dieser und anderer biophysikalischer Methoden identifizierten die Forscher den RNA-Bindungsmechanismus von TRIM25. Darüber hinaus wurden Sequenzen und Strukturen in der viralen RNA identifiziert, an die TRIM25 spezifisch bindet.
In einem nächsten Schritt stellten die Wissenschaftler eine TRIM25-Mutante her, die keine RNA binden kann. Anhand dieser Mutante testeten die Forscher den Einfluss der RNA-Bindung auf die antiviralen Eigenschaften von TRIM25: Sie infizierten Zellkulturen ohne TRIM25 mit einem Virus und fügten dann das gewöhnliche TRIM25 oder die Mutante ohne RNA-Bindungsfähigkeit hinzu.
Die Untersuchung der Kulturen zeigte, dass die virale Genaktivität deutlich erhöht ist, wenn TRIM25 die RNA nicht binden kann. Dies weist auf eine wesentliche Rolle der TRIM25-RNA-Bindung bei der antiviralen Aktivität hin.
Weitere Informationen:
Lucía Álvarez et al.: Die molekulare Analyse des RNA-Bindungsmechanismus von TRIM25 liefert wichtige Einblicke in seine antivirale Aktivität. Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-52918-x