Influenza virus exclusively buds from the apical surface of polarized cells, which is defined by a specific lipid composition. While influenza virus has been shown to have a raft-like lipid composition, little is currently known about the role of specific lipid species and their potential interaction partners in virus replication and spread. Efficient spread of influenza virus depends on the enzymatic activity of NA, which is required for particle release from the host cell surface. In addition, NA appears to have a structural role in influenza morphogenesis (see proposal Briggs). We have recently identified a potential sphingolipid binding domain in the transmembrane domain of influenza neuraminidase (NA), pointing to a potential function of sphingolipid species in modulation of neuraminidase function. Here, we will address the role of specific membrane lipids and their interaction partners in influenza virus replication and spread. In the first funding period, we aim at (i) characterising the structural and functional role of the potential sphingolipid binding domain within NA, (ii) elucidating the role of the NA transmembrane domain in trafficking, sorting and oligomerisation of the protein, and (iii) determining the role of defined membrane lipids in the viral life cycle, such as in influenza virus capture by different target cells (see proposal Tanaka/Lanzer) or virus budding.


 

Influenzaviren erhalten ihre Lipidhülle durch Abknospung von der apikalen Plasmamembran polarisierter Wirtszellen, die durch eine spezifische Lipidzusammensetzung gekennzeichnet ist. Obwohl eine Vielzahl von Daten zeigt, dass die Virushülle ein Membranraft-ähnliches Lipidprofil aufweist, ist derzeit unklar, welche Rolle einzelne Lipidspezies bzw. spezifische Protein-Lipidinteraktionen bei den Prozessen der Virusreplikation und -ausbreitung einnehmen. Erfolgreiche Ausbreitung des Influenzavirus bedingt die Aktivität der viralen Neuraminidase, eines Enzyms, das für die Freisetzung von neu-gebildeten Viruspartikeln von der Wirtszelle benötigt wird. Darüber hinaus sprechen neuere Daten für eine strukturelle Funktion der Neuraminidase bei der Virusmorphogenese (siehe Antrag Briggs). Unser Befund eines potenziellen Sphingolipid-Bindemotivs in der Transmembrandomäne von Neuraminidase deutet auf eine mögliche Rolle von Sphingolipiden als Modulatoren des Enzyms hin. Im vorliegenden Antrag planen wir, die Rolle von Membranlipiden und entsprechenden Interaktionspartnern bei der Virusreplikation und -ausbreitung zu untersuchen. Ziele der ersten Antragsperiode sind die Charakterisierung von Struktur und Funktion des potenziellen Sphingolipid-Bindemotivs der Neuraminidase, die Untersuchung der Bedeutung der Transmembrandomäne der Neuraminidase für Transport, Sortierung und Oligomerisierung des Proteins und die Untersuchung des möglichen Beitrags spezifischer Lipide zum viralen Lebenszyklus, wie z.B. bei der Anheftung an und der Abknospung von verschiedenen Zielzellen (siehe auch Antrag Tanaka/Lanzer).