Vorhersage und Modellierung viraler miRNA Zielprotein-Netzwerke

Ziel des Teilprojekts

Das Ziel dieses Teilprojekts ist die Vorhersage von viralen und zellulären miRNA Targetproteinen, die relevant für Herpesvirus Infektionen sind. Ausserdem werden zelluläre Transkriptionsnetzwerke modelliert um mögliche Pathomechanismen, die durch diese miRNAs bedingt oder beeinflusst werden, vorherzusagen, zu visualisieren und besser zu verstehen. Die Netzwerkmodelle werden im Projekt für die Analyse der Transkriptom- und Proteomdaten des Verbunds eingesetzt.

Es ist bekannt, dass Herpesviren einige wenige miRNAs exprimieren, die möglicherweise die Expression viraler und zelluläre Gene beeinflussen. Wir wollen die regulierten Gene der viralen miRNAs identifizieren. Dazu werden die schon gefundenen viralen miRNAs verschiedener Herpesviren (EBV, KSHV, HSV, VZV, MHV, mCMV, …), die identifizierten Protein-Protein-Interaktionen zwischen Virus und Host und Gen- (DNA-chip) sowie Protein- (Massenspektrometrie) Expressionsdaten verwendet. Basierend auf den im Verbund generierten Daten werden spezielle Graph-basierte Modelle, Petri netze mit Fuzzy Logik Erweiterungen (PNFL), abgeleitet, um die unterliegenden Regulationsmechanismen und –prozesse zu repräsentieren. Durch eine vergleichende Analyse verschiedener Viren, die im Verbundprojekt untersucht werden, wollen wir allgemeine und gemeinsame sowie spezifische Pathomechanismen der jeweiligen Virusinfektionen aufdecken.

Kernpunkte der Forschung

Zur Addressierung dieser Ziele konzentrieren wir uns im Projekt auf die folgenden Arbeitspakte:

• Die Vorhersage von Zielproteinen viraler miRNA mit etablierten und neu entwickelten Methoden,
• die Interaktionen viraler Proteine mit zellulären Proteinen und ihre Auswirkungen auf miRNA induzierte Prozesse,
• die vergleichende Analyse von miRNA Modellen für verschiedene Herpesviren
• die Analyse von Gen- und Proteinexpressions- sowie Sequenzdaten mithilfe der entwickelten Netzwerkmodelle,
• die Entwicklung von Methoden zur Schätzung von miRNA und mRNA Halbwertszeiten und die Verwendung dieser Halbwertszeiten in Systembiologie Modellen,
• die Identifizierung neuer viraler miRNAS und ihre Integration in die Netzwerkmodelle,
• die Untersuchung der Regulation und Dynamik von miRNA abhängigen Prozessen,
• die Verwendung von DNA computing Techniken für die kontextspezifische und zielgerichtete miRNA Produktion.