Veröffentlicht am 17. Dezember 2025

Blog Reto Lang - Die Rolle von Stressgranula bei Virusinfektionen

«Unsere Arbeit ermöglicht einen vertieften Einblick in die Virus-Interaktion mit der zellulären Stressreaktion sowie in die Rolle von Stressgranula bei Infektionen»

Stressfaktor Virus: Auf der Spur der zellulären Stressreaktion während Virusinfektionen

Zellen von Lebewesen erfahren verschiedene Stresssituationen wie Nährstoffmangel, Kontakt mit Giftstoffen oder auch Virusinfektionen. Um Schäden an der Zelle zu verhindern und sich an die Stresssituation anzupassen, haben Zellen eine Stressreaktion entwickelt. Eine Charakteristik dieser Reaktion ist die Bildung von sogenannten Stressgranula (SGs), Ansammlungen von verschiedenen Proteinen und mRNA in der Zelle. Die Funktion dieser Stressgranula ist immer noch nicht vollständig bekannt. Es wird aber davon ausgegangen, dass sie verschiedenste Prozesse, wie die Herstellung von Proteinen und die Unterdrückung des programmierten Zelltodes, in der Zelle regulieren und dadurch eine Bewältigung der Stresssituation durch die Zelle unterstützen.

Im Zusammenhang mit Infektionen wurde herausgefunden, dass einige Viren die Bildung von Stressgranula in der Zelle manipulieren oder komplett unterdrücken. Dies hat dazu geführt, dass den Stressgranula auch eine Rolle in der Immunabwehr gegen Viren zugesagt wird, was jedoch immer noch umstritten ist.

Interview mit Dr. Reto Lang

• Was war das Ziel Ihrer Dissertation?

  Das Ziel meiner Dissertation war es, die Stressreaktion der Zelle während Virusinfektionen genauer unter die Lupe zu nehmen. Dabei waren wir besonders an den Stressgranula und ihrer Proteinzusammensetzung interessiert. Wir wollten die Frage beantworten, ob Virusinfektionen zur Bildung eines spezialisierten Stressgranula-Typs führen, welche sich von normalen Stressgranula unterscheiden und eine grössere Verbindung zur antiviralen Immunabwehr aufweisen.
  Dafür haben wir die Bildung von Stressgranula während der Infektion mit zwei verschiedenen Viren verglichen, welche häufig im Labor als Modell-Viren verwendet werden: dem Mouse-Hepatitis-Virus (MHV), ein Coronavirus, und dem Semliki-Forest-Virus (SFV), ein Mitglied der Alphavirus-Familie.

• Was sind die wichtigsten Ergebnisse Ihrer Dissertation?

  Zum einen konnten wir beobachten, dass die verwendeten Viren keine spezialisierten Stressgranula bewirken und damit der Hypothese eines «antiviralen Stressgranula-Typs» widersprechen. Interessanterweise fanden wir heraus, dass sich die Granula zwischen SFV und MHV stark unterscheiden, sowohl im Erscheinungszeitpunkt während der Infektion als auch in der Proteinzusammensetzung.
  Während die Stressgranula von SFV den normalen Stressgranula stark ähneln und mit fortschreitender Infektion aufgelöst werden, zeigen jene von MHV einen geringeren Anteil bestimmter Proteine sowie eine verspätete Bildung. Daraus schliessen wir, dass beide Viren sehr unterschiedlich mit der zellulären Stressreaktion umgehen und die Stressgranula je nach Virus eine unterschiedliche Rolle spielen.

• Inwiefern werden Ihre Ergebnisse die Forschung weiterbringen?

  Unsere Arbeit gewährt einen tieferen Einblick in die Interaktion zwischen Viren und der zellulären Stressreaktion und ermöglicht Rückschlüsse auf die Rolle von Stressgranula während verschiedener viraler Infektionen. Insbesondere unsere Beobachtung, dass unterschiedliche Viren zur Bildung sehr unterschiedlicher Stressgranula führen und die Charakteristiken dieser Granula wohl stark durch den jeweiligen Virus beeinflusst sind, ist eine wichtige Erkenntnis. Durch die Erforschung der Stressgranula-Bildung während verschiedenen Virusinfektionen lässt sich das Zusammenspiel zwischen dem Virus und der Wirtszelle besser verstehen, was als Basis dienen kann, um neue antivirale Medikamente zu entwickeln.

• Worauf sind Sie bei dieser Arbeit besonders stolz?

  Das Stressgranula-Projekt in der Gruppe von Prof. Dr. Volker Thiel wurde schon einige Jahre vor meiner Zeit am IVI gestartet und stellt ein kollaboratives Projekt über mehrere «Generationen» von Studentinnen und Studenten dar. Ich bin stolz, ein Teil dieses Projekts zu sein und bin sehr zufrieden, dass wir es nun mit einer Publikation abschliessen konnten.

• Was hat Ihnen bei Ihrer Dissertation besonders gut gefallen?

  Ich war schon immer fasziniert von Mikroskopie-Bildern, sei es von Mikroorganismen oder einzelnen Zellen. Dass ich in meiner Arbeit verschiedene Mikroskopie-Techniken verwenden konnte und dadurch die mikroskopische Welt der Zellen sichtbar machen konnte, welche unseren Augen im Alltag verborgen bleibt, hat mich unglaublich fasziniert. Neben dem wissenschaftlichen Aspekt hat mir das Arbeitsumfeld und die vielen grossartigen Menschen, mit denen ich zu tun hatte, besonders gefallen.

  

  Abbildung 1: Mit MHV infizierte Mäuse-Zellen. Die rote Färbung repräsentiert den Virus (virale, doppelsträngige RNA), die grüne Färbung zeigt die Stressgranula und die blaue Färbung zeigt den Zellkern. Die Zellen wurden 8 Stunden nach der Infektion gefärbt und anschliessend mit einem Fluoreszenzmikroskop mikroskopiert.

• Wie war Ihre Zeit beim IVI?

  Die Zeit am IVI fand ich sehr lehrreich und toll. Neben den spannenden Forschungsthemen hat mir vor allem die grossartige Atmosphäre in unserer Forschungsgruppe sowie am ganzen Institut sehr gefallen. Ich möchte allen von Herzen danken, die mich während meiner Zeit am IVI unterstützt haben und auch stressigere Zeiten viel erträglicher gemacht haben. Ich bin froh, dieses Umfeld noch einige weitere Monate geniessen zu dürfen.

• Was sind Ihre nächsten Projekte, was werden Sie tun?

  Bis im Frühling des nächsten Jahres werde ich in der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Volker Thiel bleiben und mich mit dem Abschluss einiger Projekte befassen. Danach werde ich mich, zumindest für einige Monate, mehr auf mein Privatleben fokussieren, meine langjährige Freundin heiraten und eine längere Reise in den Norden Europas unternehmen. Ob ich danach weiterhin in der Akademie bleibe oder doch lieber in die Industrie gehe, darüber bin ich mir momentan am Gedanken machen.

Glossar

• Stress Granules

  sind kleine Ansammlungen von Proteinen und RNA-Molekülen, die in Zellen gebildet werden, wenn sie einer stressigen Situation ausgesetzt sind, wie zum Beispiel einer Infektion, Temperaturschocks oder Nahrungsmittelentzug. Diese Granulate helfen, die Zelle zu schützen, indem sie die Produktion von unnötigen Proteinen stoppen und sich auf die Reparatur von Schäden konzentrieren. Stress Granules können auch von Viren ausgenutzt werden, um ihre eigene Vermehrung in der Zelle zu fördern. Einige Viren sind in der Lage, die Stressgranulierung zu hemmen oder zu manipulieren, um die antivirale Immunantwort zu umgehen und sich selbst zu replizieren.

• Murines Hepatitisvirus

  (MHV) ist ein Coronavirus, das Mäuse infizieren und Lebererkrankungen verursachen kann. Es ist verwandt mit SARS-CoV-2, SARS-CoV und MERS-CoV und wird in der Wissenschaft oft als Modellvirus zur Erforschung von Coronaviren benutzt.

Link zur Publikation (bioRxiv)

• Stress granules formed during different RNA virus infections show remarkable plasticity and substantial virus-specific differences in their formation and composition

Autoren
Reto M. Lang, Silvio Steiner, Jenna Kelly, Anne-Christine Uldry, Pratik Dave, Sophie Braga-Lagache, Jeffrey Chao, Manfred Heller, Volker Thiel

Weitere Infos

• Blog Silvio Steiner Virus-Wirt-Interaktionen: Wie Coronaviren zelluläre Abwehrsysteme untergraben
• Coronaviren verursachen respiratorische und enterale Virusinfektionen und Zoonosen