Strukturbiologie der Zellmigration und Virusinfektion

Alles im Leben ist dynamisch. Bewegung spielt eine grundlegende Rolle, vom ganzen Organismus bis hin zu den einzelnen Zellen. Wundheilung, Embryonalentwicklung, Befruchtung und Immunantwort beruhen alle auf der Fähigkeit von Zellen, sich zu bewegen. Die Deregulation dieser Prozesse führt oft zu Pathologien, wie etwa Tumorzellmetastase, Entwicklungsstörungen oder Infektionen mit Krankheitserregern. Die Schlüsselfigur in der Fähigkeit von Zellen, sich zu bewegen, ist das sogenannte Aktinzytoskelett. Im evolutionären Rüstungswettlauf zwischen Wirt und Erreger haben verschiedene Bakterien und Viren Wege entwickelt, den Bewegungsapparat der Zelle zu ihrem Vorteil zu nutzen, etwa für die Infektion, Vermehrung und Verbreitung. 

Das Ziel unserer Gruppe ist, ein detailliertes Verständnis der Strukturen in der dynamischen Umwelt des Aktinzytoskeletts und der mit ihm verbundenen Regulatoren in migrierenden Zellen zu erlangen, so wie in Fällen, in denen Erreger Aktin-verbundene Wirtmechanismen ausnutzen (wir konzentrieren uns auf Vaccinia Virus und Baculovirus). Wir versuchen zu verstehen, wie Zellen die externen Signale integrieren um ein komplexes Netzwerk zu bilden, das ihnen eine geleitete Bewegung ermöglicht.

Um die molekularen Details dieser Vorgänge strukturell zu klären, werden wir hochmoderne Methoden der korrelativen Licht- und Elektronenmikroskopie, Kryoelektronenmikroskopie, und Kryoelektronentomografie verwenden und aktiv entwickeln. Diese Techniken erlauben es uns, die Proteinstrukturen direkt in ihrer ursprünglichen Umgebung, etwa innerhalb von Melanomazellen, zu visualisieren. Das ermöglicht ein Verständnis der Struktur innerhalb ihres funktionalen Kontexts. Wir verwenden außerdem neue Bildverarbeitungsmethoden, die uns erst kürzlich erlaubt haben, hochauflösende Strukturen aus pleomorphen Viruspartikeln zu erhalten und uns ein einzigartiges Potential in Richtung zellulärer Strukturbiologie bieten (siehe Schur FKM et al, 2016, Science, 353). Wir werden diese Bemühungen, die Struktur anderer pleomorpher Viren in fast-atomaren Einzelheiten zu entdecken, weiterführen. Das wird wichtige Einblicke in den Prozess der Virusassemblierung bieten.

Das übergeordnete Ziel der Gruppe ist, Arbeitsabläufe zu entwickeln, die die strukturelle Charakterisierung transienter membrannaher Ereignisse in ihrem ursprünglichen Kontext erlauben. Aufgrund fehlender Versuchswerkzeuge blieben diese bisher unbestimmt. Das beinhaltet etwa, wie Membrankomplexe Signale von außerhalb der Zelle an intrazelluläre Netzwerke weiterleiten (z.B. Chemokingradiente oder andere Reize). Das ist von entscheidender Bedeutung für unser Verständnis der Zellbiologie.

Kontakt
Florian Schur
Institute of Science and Technology Austria (IST Austria)
Am Campus 1
A – 3400 Klosterneuburg
E-mail: florian.schur@remove-this.ist.ac.at

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Assistentin
Christine Francois-Rennhofer

Phone: +43 (0)2243 9000-1137
E-mail:  christine.francois-rennhofer@remove-this.ist.ac.at

Offene Stellen

Das Schur-Lab bietet offene Stelle am IST Austria. Mehr Informationen finden sich in der Stellenaussschreibung.

Ausgewählte Publikationen

  • Schur FKM, Obr M, Hagen WJH, Wan W, Jakobi AJ, Kirkpatrick JM, Sachse C, Kräusslich H-G, Briggs JAG, (2016), An atomic model of HIV-1 capsid-SP1 reveals structures regulating assembly and maturation, Science, 353(6298):506-508
  • Mattei S*, Schur FKM*, Briggs JA, (2016). Retrovirus maturation - an extraordinary structural transformation. Current Opinion in Virology 18, 27-35.
  • Schur FKM, Hagen WJ, Rumlová M, Ruml T, Müller B, Kräusslich HG, Briggs JA. (2015). Structure of the immature HIV-1 capsid in intact virus particles at 8.8 Å resolution. Nature 517:505-508.
  • Schur FKM*, Dick RA*, Hagen WJH, Vogt VM, Briggs JAG. (2015). The structure of the immature-like Rous sarcoma virus Gag particles reveals a structural role for the p10 domain in assembly. Journal of Virology. 89(20):10294-302.
  • Schur FKM, Hagen WJ, de Marco A, Briggs JA. (2013) Determination of protein structure at 8.5A resolution using cryo-electron tomography and sub-tomogram averaging. Journal of Structural Biology. 184(3):394-400.
  • Koestler SA, Steffen A, Nemethova M, Winterhoff M, Luo N, Holleboom JM, Krupp J, Jacob, S, Vinzenz M, Schur F, Schlüter K, Gunning PW, Winkler C, Schmeiser C, Faix J, Stradal TEB, Small JV, Rottner K. (2013). Arp2/3 complex is essential for actin network treadmilling as well as for targeting of capping protein and cofilin. Molecular Biology of the Cell. 24, 2861-2875.
  • Vinzenz M, Nemethova M, Schur F, Mueller J, Narita A, Urban E, Winkler C, Schmeiser C, Koestler SA, Rottner K, Resch GP, Maeda Y, Small JV. (2012). Actin branching in the initiation and maintenance of lamellipodia. Journal of Cell Science. 125, 2775-85

          *gleich viel beigetragen

Karriere

Seit 2017 Assistant Professor, IST Austria
2016-2017 Postdoc, European Molecular Biology Laboratory Heidelberg, Germany
2012-2016 PhD, European Molecular Biology Laboratory Heidelberg and University of Heidelberg, Germany
2010-2012 Diploma student/Research technician, Institute of Molecular Biology (IMBA), Vienna, Austria
2012 Magister “Molecular Biology”, Vienna University, Austria

Ausgewählte Auszeichnungen

2016 Journal of Structural Biology, Paper of the year award 2016
2011 FEBS Youth Travel Fund award
2011 Poster prize, 26th Annual European Cytoskeleton Forum, "Actin-Based Motility: From Molecules to Model Organisms", Stresa/Italy

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