Arbeitsgruppe Quantitative Virologie - Dr. Jens Bernhard Bosse

Herpesviren assemblieren in einer komplexen Reihenfolge von Morphogenesereignissen, bei denen große makromolekulare Komplexe mit Wirtsmembranen interagieren. Fortschritte in strukturbiologischen Methoden erlauben es uns nun, diese Übergangszustände in situ zu charakterisieren. Leider bleiben die Kinetik und die Dynamik dieser Prozesse oft unerforscht, da große makromolekulare Komplexe schwer mit klassischen biochemischen Methoden aufzureinigen sind oder aber Einzelpartikel aufgelöst werden müssen, um die mannigfachen Übergangszustände zu charakterisieren. Aus diesen Gründen ist sehr wenig über die in situ-Dynamik und Kinetik von Herpesvirus-Assemblierungsintermediaten auf  Einzelpartikelebene bekannt. Diese Informationen sind jedoch wichtig, um die Wirkung pharmakologischer Inhibitoren auf die Virusproduktivität mechanistisch zu verstehen.

Um diese Lücke zu schließen, entwickelt die Arbeitsgruppe Quantitative Virologie in der Abteilung Strukturelle Zellbiologie der Viren, funktionelle Assays, um die Kinetik und Dynamik von viralen makromolekularen Komplexen in lebenden Zellen auf Einzelpartikelebene zu quantifizieren und mechanistisch zu beschreiben. Dazu verwenden wir Lichtmikroskopie mit sehr hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung und entwickeln neuartige Bildgebungsmodalitäten. Darüber hinaus schreiben wir Auswertesoftware zur Analyse großer Bilddatensätze.

Derzeit beschäftigen wir uns mit der Frage, wie die Assoziation und Dissoziation von Kapsiden mit Membranen reguliert wird. Zu diesem Zweck arbeiten wir eng mit unseren Kollegen in der Abteilung sowie mit unseren internationalen Wellcome Trust Kooperationspartnern zusammen, indem wir unsere kinetischen Modelle in multimodale Modelle der Virusmorphogenese integrieren. Die enge Verbindung unseres Forschungsteams mit der Technologieplattform Mikroskopie und Bildanalyse des HPI ermöglicht es uns auch, die technologische Entwicklung entlang biologischer Fragen voranzutreiben und sie dem Institut zur Verfügung zu stellen.

 

Abbildung: Verfolgung viraler Partikel in neuronalen Axonen (Credit: Jens Bernhard Bosse, Ben Winer und Lynn Enquist).