Arbeitsgebiete

Das humane Immundefizienz-Virus (HIV) ist ein zeitgenössisches Retrovirus, das sich durch die Integration proviraler DNA in das Genom infizierter Zellen repliziert. Dieser bemerkenswerte virale Lebenszyklus bringt einige faszinierende Eigenschaften mit sich. Integrierte provirale Sequenzen können transkriptionell reprimiert werden. Dies führt zu einem latent infizierten Reservoir, welches die aktuellen Bemühungen behindert, HIV nach einer erfolgten Infektion vollständig zu eliminieren. Darüber hinaus reichert sich bei chronisch HIV-infizierten Patienten eine große Anzahl defekter proviraler Sequenzen in den Genomen der HIV-Zielzellen an. Bisher ist nur sehr wenig über die Auswirkungen dieser Sequenzen auf die Biologie der Wirtszelle bekannt.

Ein besonderer Schwerpunkt liegt zudem auf der Analyse umfassenderer Veränderungen in der Genombiologie. Um diese zu erforschen, untersuchen wir die Regulation humaner endogener retroviraler Elemente (HERVs) im Kontext von HIV- und anderen Virusinfektionen. Diese Elemente stammen von prähistorischen retroviralen Infektionsereignissen ab, die unser Genom mit Hunderttausenden von viralen Sequenzen bedeckt haben. Obwohl die Mechanismen noch kaum verstanden sind, deuten viele Beispiele darauf hin, dass HERVs zweckentfremdet wurden, um die antivirale Immunantwort des Menschen zu unterstützen.

Wechselspiel zwischen proviraler DNA und dem menschlichen Genom bei chronischer HIV-Infektion

Eines unserer Ziele ist es, das Verständnis darüber zu verbessern, wie die Landschaft der proviralen Integrationsstellen bei einer chronischen HIV-Infektion geformt wird und insbesondere, wie diese Landschaft zur proviralen und zellulären Transkriptionsregulation beiträgt. Allgemein möchten wir verstehen, wie sich die Integration der proviralen HIV-DNA auf die Physiologie der Wirtszelle auswirkt.

Wir nähern uns diesen Fragen auf unterschiedliche Weise. Erstens nutzen wir bioinformatische Ansätze, um einen umfassenden Überblick über die Verteilung und die Merkmale proviraler Integrationsstellen bei chronischer HIV-Infektion zu gewinnen. Wir tragen Daten aus mehreren Studien zusammen, die wir einer genomweiten Analyse unterziehen, wobei der Schwerpunkt auf epigenetischen und genetischen Merkmalen liegt, die mit der proviralen Integration assoziiert sind. Zweitens setzen wir eine Reihe molekularbiologischer Techniken ein und nutzen ortsspezifische Targeting-Technologien, um geeignete zelluläre Modellsysteme zu generieren. Unser Fokus liegt auf der Analyse lokaler und genomweiter epigenetischer und transkriptioneller Veränderungen, die durch die provirale Integration hervorgerufen werden. Zudem weiten wir unsere Arbeit auf primäre Zellen von Menschen mit HIV aus, um unsere Erkenntnisse zu überprüfen.