29. März 2012 · Actualia · Tagungsbericht

Wie Bakterien und Viren vorgehen

Etwa 100 Forschende diskutierten in Bamberg beim 1. internationalen SFB796 Symposium "Mechanisms of viral host cell manipulation: From plants to humans" welche Mechanismen Bakterien und Viren benutzen, um Menschen oder Pflanzen zu befallen und sich erfolgreich in ihnen zu vermehren. Human- und Pflanzenforschende berichteten, wie sie dabei Hüllen auflösen, von Zelle zu Zelle weiter wandern und welche Rolle regulatorische Ribonukleinsäuren spielen. Der interdisziplinäre Austausch evozierte erhellende Aha-Erlebnisse. Die Forschenden knüpften neue Kontakte und hatten Gelegenheit, sich mit denjenigen zu unterhalten, die sie bislang nur von Publikationen kannten.
Eine Tagungsnachlese von Uwe Sonnewald

Beim ersten internationalen Symposium des Sonderforschungsbereich (SFB) 796 trafen sich etwa 100 Wissenschaftler aus zehn Nationen um ihre Erkenntnisse zur Interaktion zwischen Viren und Wirtszellen zu diskutieren vom 2.-4. Oktober 2011 in Bamberg. Der SFB 796 hat sich zum Ziel gesetzt, Pflanzen- und Humanbiologen zusammenzuführen, um gemeinsam spezifische und übergreifende Mechanismen bei der Wechselwirkung zwischen mikrobiellen Effektoren und ihren Wirtszielstrukturen und die daraus resultierenden Konsequenzen studieren. Auf den ersten Blick sind sowohl bakterielle als auch virale Erreger, die Pflanzen bzw. Menschen befallen können, sehr unterschiedlich. Bei genauerer Betrachtung kann man allerdings feststellen, das prinzipielle Strategien bei der Umsteuerung der Wirtszelle oder bei der Abwehr der Pathogene sehr ähnlich sind. So spielen beispielsweise  intrazelluläre Transportprozesse, die Unterdrückung der basalen Abwehr, die Beeinflussung nukleärer Prozesse oder die Bildung kleiner regulatorischer RNA Moleküle in beiden Organismenreichen eine große Rolle.

Blick über den Tellerrand

Unterteilt in fünf thematische Schwerpunkte widmete sich das wissenschaftliche Program (Website des SFB, pdf-Datei) im Wesentlichen den oben genannten Prozessen. In 30 wissenschaftlichen Vorträgen berichteten 10 Pflanzen- und 20 Humanbiologen über ihre neusten Ergebnisse. Auf Grund des sehr gemischten Publikums war eine der größten Herausforderungen für die Sprecher hierbei die Balance zwischen allgemeinen Informationen und neusten wissenschaftlichen Erkenntnissen zu finden. Diese Herausforderung haben die meisten Sprecher hervorragend gemeistert, was durch die oft sehr lebhafte Diskussion im Anschluss an die Vorträge deutlich wurde. Besonders erfreulich war das große Interesse an den jeweils anderen Disziplinen, was sehr häufig zu „aha“ Effekten führte. Gemessen an der Anzahl der wissenschaftlichen Vorträge, war das Interesse bei Untersuchungen zu intrazellulären Transportprozessen sowohl bei Pflanzenbiologen als auch Humanbiologen gleich hoch.

Hüllproteine, Zell-zu-Zell-Transport, regulatorische RNAs

Im ersten Vortrag der Session berichtete Prof. Urs Greber (Zürich, Schweiz) über Mechanismen, die zur Freisetzung der DNA von humanpathogenen Viren führen. Hierbei spielt der Abbau der Hüllproteine eine große Rolle. Die Notwendigkeit des gezielten Abbaus der Hüllproteine ist ebenfalls essentiell für die Replikation von pflanzenpathogenen RNA-Viren, so dass sich hier ähnliche Mechanismen entwickelt haben könnten. Im Fall der pflanzenpathogenen RNA-Viren scheint der Ubiquitin-vermittelte Abbau relevant zu sein, wohingegen bei humanpathogenen Viren das Nukleoprin Nup358 eine wichtige Rolle spielt. Dennoch scheint Ubiquitinierung/Deubiquitinierung nicht nur bei Pflanzenpathogenen eine wichtige Rolle zu spielen. Prof. Jae Jung (Los Angeles, USA) berichtete über die Bedeutung der Regulation einer herpesvirus-assoziierten Ubiquitinprotease und deren Regulation durch antagonistische virale Peptide. Sowohl technologisch als auch mechanistisch aufschlussreich war ein Vortrag von Prof. Alexander Schulz (Kopenhagen, Dänemark) über den Zell-zu-Zelltransport von Pflanzenviren. Prinzipiell verfügen sowohl Pflanzenzellen als auch Humanzellen über cytoplasmatische Verbindungen zu ihren Nachbarzellen. In Pfanzen sind dies Plasmodesmata, im Menschen gap junctions oder nanotubes. Die Bedeutung der Plasmodesmata bei der Virusausbreitung in Pflanzen ist unumstritten, im Humansystem gibt es hierfür zwar Hinweise, aber die Bedeutung ist unklar.  Ebenso weit fortgeschritten im pflanzlichen System sind Untersuchungen zur Bedeutung des sogenannten gene silencings. Von acht Vorträgen zur Rolle kleiner regulatorischer RNAs berichteten sieben Pflanzenwissenschaftler über dieses Thema. Prof. Jozef Burgyan (Gödöllö, Ungarn) sprach über virale silencing suppressoren und Dr. Padbidri Shivaprasad (Cambrdige, UK) über microRNAs und deren Bedeutung bei der Pathogenabwehr. Der einzige humanwissenschaftliche Beitrag zu diesem Thema wurde von Dr. Lars Dölken (München) präsentiert und beschäftigte sich mit viralen microRNAs und deren mögliche Eignung als Zielstrukturen für die Entwicklung antiviraler Therapeutika.

Prozesse im Zellkern

Viel zu lernen gab es für Pflanzenwissenschaftler beim Thema nukleärer Prozesse. In einer Reihe spannender Vorträge wurde deutlich, dass Schlüsselprozesse viraler Infektionen im Zellkern ablaufen und eine Reihe von Wirtsfaktoren im humanen System bekannt sind, die hierbei eine entscheidende Rolle spielen. Hier ist das Wissen bei Virus-Pflanzen Wechselwirkungen wesentlich geringer. In seinem Vortrag fasste Prof. Michael Taliansky (Dundee, Schottland) sehr übersichtlich die Rolle des Nukleolus und der Cajal Körper bei potyviraler Infektion von Pflanzenzellen zusammen.

Internationaler Input für neue Impulse

Insgesamt profitierten alle beteiligten Wissenschaftler durch einerseits fachspezifische Vorträge und andererseits durch die Berichte aus dem jeweils fachfremden Feld. Klar wurde, dass unterschiedliche zelluläre Prozesse in unterschiedlichem Ausmaß in Pflanzen bzw. Menschen untersucht werden und dass die Zusammenführung beider Forschungsfelder die Stärke des internationalen Symposiums war. Pflanzen- und Humanbiologen erhielten gleichermaßen Impulse für weitere Arbeiten und internationale Kontakte für gemeinsame Forschungsarbeiten. Ein Ausdruck hierfür ist die Rückmeldung eines amerikanischen Teilnehmers: „It was great both scientifically and personally for me. I met many researchers I knew nothing about or only knew from publications that have done important research in virus manipulation of the host cell.

Pflanzenforscher präsentierte bestes Poster

Neben den wissenschaftlichen Vorträgen wurden 36 Poster präsentiert, die im Rahmen einer abendlichen Posterdiskussion zur weiteren Vertiefung der wissenschaftlichen Gespräche führten. Als bestes Poster wählte eine international und interdisziplinär zusammengesetzte Jury eine Arbeit des Doktoranden Moritz Thran (Erlangen) aus, der zeigen konnte, dass das decapping enzyme DCP2 in Arabidopsis thaliana eine Rolle beim gene silencing spielt.

Nachwuchs unterstützt

Finanziert wurde die Veranstaltung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) mit freundlicher Unterstützung durch die Deutsche Botanische Gesellschaft, bei der sich die Veranstalter sehr bedanken möchten. Die Mittel der Botanischen Gesellschaft wurden zur Unterstützung von Nachwuchswissenschaftlern eingesetzt und ermöglichte so deren Teilnahme.

Erlangen, im März 2012, Professor Dr. Uwe Sonnewald, Lehrstuhl Biochemie, Department Biologie, Universität Erlangen-Nürnberg