Prof. Dr. Karl-Peter Hopfner

Molekulare Systemanalyse der Erkennung viraler Genome durch Rezeptoren des angeborenen Immunsystems

Department Biochemie - Genzentrum
Ludwig-Maximilians-Universität München

Feodor-Lynen-Str. 25

81377 München

 

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Forschungsgebiet

Das angeborene Immunsystem ist ein erster Schutz gegen eindringende Pathogene. Das angeborene Immunsystem gegen Viren ist auf Systemebene schlecht verstanden, da es nicht bekannt ist, wie RIG-artige Rezeptoren (RLRs) virale RNA und Genome qualitativ und quantitativ erkennen. Obwohl RIG-I-Liganden in vitro charakterisiert sind, ist unklar, welche RNA-Moleküle in einer lebenden Zelle durch RLRs gebunden werden und wie verschiedene RLRs in der sensiblen aber robusten Interferonantwort zusammenarbeiten. Ausgehend von unserem strukturell-mechanistischen Verständnis der RLRs wollen wir aufklären, wie RLRs mit viraler und zellulärer RNA auf Systemebene interagieren. Dazu haben wir die PAR-CLIP-Methode auf Virus-infizierte Zellen angepasst und können damit untersuchen, welche Epitope und RNA-Moleküle durch unterschiedliche RLRs in einer virus-spezifischen Art und Weise erkannt werden. Dieser Ansatz soll auch die noch unbekannten Liganden für die RLRs MDA5 und LGP2 aufzeigen. Mutationen, die RLRs in funktionell relevanten Aktivitätszuständen fixieren, sollen die Rolle der ATPase-Aktivitäten von RLRs aufklären, z.B. die Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses des Systems. Das langfristige Ziel ist, zu verstehen, wie quantitative und qualitative Wechselwirkungen der RLRs mit ihren Liganden mit der Stärke der Interferon-Produktion korreliert sind.

Mitarbeiter

Simon Runge

Charlotte Lässig

Publikationen im Rahmen von BioSysNet

Hornung V, Hartmann R, Ablasser A, Hopfner KP (2014). OAS proteins and cGAS: unifying concepts in sensing and responding to cytosolic nucleic acids. Nat Rev Immunol 14(8):521-8.

 

Hopfner KP (2014). Single-molecule choreography between telomere proteins and G quadruplexes. Structure 22(6):801-2.

 

Runge S, Sparrer KM, Lässig C, Hembach K, Baum A, García-Sastre A, Söding J, Conzelmann KK, Hopfner KP (2014). In vivo ligands of MDA5 and RIG-I in measles virus-infected cells. PLoS Pathog 10(4):e1004081.

 

Tosi A, Haas C, Herzog F, Gilmozzi A, Berninghausen O, Ungewickell C, Gerhold CB, Lakomek K, Aebersold R, Beckmann R, Hopfner KP (2013). Structure and subunit topology of the INO80 chromatin remodeler and its nucleosome complex. Cell 154(6):1207-19. 

 

Motz C, Schuhmann KM, Kirchhofer A, Moldt M, Witte G, Conzelmann KK, Hopfner KP (2013). Paramyxovirus V proteins disrupt the fold of the RNA sensor MDA5 to inhibit antiviral signaling. Science 339(6120):690-3.

Publikationen vor BioSysNet

1: Wollmann P, Cui S, Viswanathan R, Berninghausen O, Wells MN, Moldt M, Witte G, Butryn A, Wendler P, Beckmann R, Auble DT, Hopfner KP. Structure and mechanism of the Swi2/Snf2 remodeller Mot1 in complex with its substrate TBP. Nature. 2011 475:403-7

 

2: Lammens K, Bemeleit DJ, Möckel C, Clausing E, Schele A, Hartung S, Schiller CB, Lucas M, Angermüller C, Söding J, Strässer K, Hopfner KP. The Mre11:Rad50 structure shows an ATP-dependent molecular clamp in DNA double-strand break repair. Cell. 2011 Apr 1;145(1):54-66.

 

3:Hartung S, Niederberger T, Hartung M, Tresch A, Hopfner KP. Quantitative analysis of processive RNA degradation by the archaeal RNA exosome. Nucleic Acids Res. 2010 Aug;38(15):5166-76.

 

4:Myong S*, Cui S, Cornish PV, Kirchhofer A, Gack MU, Jung JU, Hopfner KP*, Ha T*. Cytosolic viral sensor RIG-I is a 5'-triphosphate-dependent translocase on double-stranded RNA. Science. 2009 Feb 20;323(5917):1070-4. (* co-corresponding)

 

5: Witte G, Hartung S, Büttner K, Hopfner KP. Structural biochemistry of a bacterial checkpoint protein reveals diadenylate cyclase activity regulated by DNA recombination intermediates. Mol Cell. 2008 Apr 25;30(2):167-78.

 

6: Cui S, Eisenächer K, Kirchhofer A, Brzózka K, Lammens A, Lammens K, Fujita T, Conzelmann KK, Krug A, Hopfner KP. The C-terminal regulatory domain is the RNA 5'-triphosphate sensor of RIG-I. Mol Cell. 2008 Feb 1;29(2):169-79.

 

7: Büttner K, Nehring S, Hopfner KP. Structural basis for DNA duplex separation by a superfamily-2 helicase. Nat Struct Mol Biol. 2007 Jul;14(7):647-52

 

8: Alt A, Lammens K, Chiocchini C, Lammens A, Pieck JC, Kuch D, Hopfner KP*, Carell T*. Bypass of DNA lesions generated during anticancer treatment with cisplatin by DNA polymerase eta. Science. 2007 Nov 9;318(5852):967-70. (* co-corresponding)

 

9: Büttner K, Wenig K, Hopfner KP. Structural framework for the mechanism of archaeal exosomes in RNA processing. Mol Cell. 2005 Nov 11;20(3):461-71.

 

10: Dürr H, Körner C, Müller M, Hickmann V, Hopfner KP. X-ray structures of the Sulfolobus solfataricus SWI2/SNF2 ATPase core and its complex with DNA. Cell. 2005 121:363-73.