Ein interdisziplinäres Forschungsteam, bestehend aus Wissenschaftlern des Helmholtz-Instituts für RNA-basierte Infektionsforschung (HIRI) in Würzburg und der Universität Regensburg, hat wichtige neue Erkenntnisse zur Genregulation des HIV-1-Virus veröffentlicht. Die Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Structural and Molecular Biology veröffentlicht wurde, bietet tiefe Einblicke in die tragenden Mechanismen des Virus, das für die AIDS-Erkrankung verantwortlich ist. Die Forschung zielt darauf ab, die Wechselwirkungen zwischen HIV-1 und der zellulären Maschinerie des Wirts zu verstehen, da das Virus auf Wirtszellen angewiesen ist, um Proteine zu produzieren. Dies wirft zentrale Fragen zur Virulenz und Pathogenese von HIV-1 auf.
Die wichtigsten Methoden der Studie umfassen Ribosomen-Profiling, RNA-Sequenzierungen und RNA-Strukturanalysen. Diese Techniken ermöglichten es den Wissenschaftlern, unbekannte Elemente in der viralen RNA zu identifizieren, insbesondere vorgelagerte offene Leseraster (uORFs) und interne offene Leseraster (iORFs). Diese offenen Leseraster sind entscheidend für die Regulierung der Produktion viraler Proteine und beeinflussen die Abwehrmechanismen des Wirts signifikant.
Besondere Entdeckungen im Detail
Eine der faszinierendsten Entdeckungen der Studie ist eine komplexe RNA-Struktur, die in der Nähe der Leserasterverschiebung beobachtet wurde. Diese Struktur ist wesentlich für die Produktion der Schlüsselproteine Gag und Gag-Pol. Forschungen zeigen, dass die Faltung der RNA Ribosomenkollisionen fördert und somit die Translation reguliert. Darüber hinaus konnten die Forscher nachweisen, dass Antisense-Moleküle die Effizienz der Leserasterverschiebung um bis zu 40 % reduzieren können. Diese Ergebnisse stehen im Kontrast zu der ursprünglichen Annahme, dass der Virus die Proteinproduktion des Wirts unterdrückt, um seine eigene Produktion hochzuhalten, insbesondere zu Beginn der Translation.
Die Studie hat auch gezeigt, dass Ribosomenkollisionen in bestimmten RNA-Regionen regulierte Pausen darstellen, was zu einem detaillierten Verständnis des translationalen Geschehens in HIV-1-infizierten Zellen beiträgt. Die Identifikation von RNA-Strukturen und genetischen Elementen weist auf potenzielle Zielstrukturen für therapeutische Interventionen hin, was die Forschung umso bedeutender macht. Diese Erkenntnisse könnten zukünftig zu neuen Strategien zur Bekämpfung des Virus führen.
Forschungsteam und Förderung
Das Projekt wurde vom Europäischen Forschungsrat (ERC) und der Helmholtz-Gemeinschaft gefördert. Die Zusammenarbeit zwischen den Einrichtungen hat eine detaillierte Karte des translationalen Geschehens in infizierten Zellen hervorgebracht, die die Grundlagen für zukünftige therapeutische Ansätze schaffen könnte.
Insgesamt eröffnet diese Studie vielversprechende neue Perspektiven im Kampf gegen HIV-1, indem sie unsere Verständnis über die zugrunde liegenden Mechanismen der Virulenz vertieft.
Für weitere Informationen über die Forschung lesen Sie den Artikel auf Universität Regensburg oder die vollständige Veröffentlichung auf Nature.
