Vincent Racaniello

Vincent R. Racaniello (* 2. Januar 1953) ist Higgins-Professor am Department für Mikrobiologie und Immunologie des College of Physicians and Surgeons der Columbia University . ^{[ 1 ]} Er ist Mitautor des Lehrbuchs „ Principles of Virology“ ( Prinzipien der Virologie) . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Racaniello wurde mit dem Irma T. Hirschl Award, dem Searle Scholars Award , dem Eli Lilly Award , dem Julius Youngner Award und dem NIH Merit Award ausgezeichnet. Er war außerdem Harvey Society Lecturer an der Rockefeller University , Hilleman Lecturer an der University of Chicago und Dozent an der Columbia University. Im Frühjahr 2022 verlieh ihm die ETH Zürich den Richard R. Ernst Award und die dazugehörige Vorlesung für seine Verdienste in der Wissenschaftskommunikation. ^{[ 4 ]} Er war zudem Hauptredner auf der Jahrestagung der American Society for Virology im Jahr 2018. ^{[ 5 ]} Racaniello war Mitglied in den Redaktionsausschüssen wissenschaftlicher Zeitschriften, darunter des Journal of Virology [ ^{6 ]} , und ist Community Editor der Open-Access-Zeitschrift PLOS Pathogens . ^{[ 7 ] Im Jahr} 2015 war er Präsident der American Society for Virology.

Racaniello moderiert verschiedene Podcasts, darunter „ This Week in Virology“ .

Racaniello wurde in Paterson, New Jersey, geboren . Er schloss sein Studium an der Cornell University 1974 mit einem Bachelor of Arts (B.A., Biologie) ab und promovierte 1980 im Labor von Peter Palese ^{[ 8 ]} mit einer Arbeit über die genetische Neukombination des Influenzavirus . Als Postdoktorand im Labor von David Baltimore am Massachusetts Institute of Technology (1979–1982) nutzte Racaniello die rekombinante DNA- Technologie , um das Genom des kleinen RNA- Virus Poliovirus zu klonen und zu sequenzieren . Mit diesen Methoden erzeugte er den ersten infektiösen Klon eines tierischen RNA-Virus ^{[ 9 ]} . Die Konstruktion dieses infektiösen Klons revolutionierte die moderne Virologie .

Racaniello gründete im Herbst 1982 sein eigenes Forschungslabor an der Columbia University. ^{[ 10 ]} Ziel seines Labors ist es, die Replikation und Pathogenese kleiner RNA-Viren tierischer Herkunft, der Picornaviren, zu verstehen . Der Vermehrungszyklus eines Virus beginnt mit seiner Anheftung an und seinem Eindringen in das Zytoplasma einer Zelle . Sein Labor identifizierte CD155 (Poliovirus-Rezeptor, PVR), ein Zelloberflächenprotein und Mitglied der Immunglobulin-Superfamilie, als das Protein, das diesen Prozess vermittelt. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Das Verständnis, wie die Interaktion zwischen Virus und Zelle das Viruspartikel verändert und wie das Eindringen des Virus durch diese Interaktion erleichtert wird, hat dazu beigetragen, die Mechanismen der Poliovirusinfektion zu verstehen. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

Der Mensch ist der einzige bekannte natürliche Wirt für das Poliovirus. Die Erforschung von Viruserkrankungen ist daher nur mit einem Kleintiermodell möglich. Obwohl murine Zellen nicht für eine Poliovirusinfektion empfänglich sind, ermöglichen sie die effiziente Replikation von Poliovirus-RNA im Zytoplasma. Auf dieser Beobachtung aufbauend, entwickelte das Labor von Racaniello das erste Kleintiermodell der Poliomyelitis . Es wurden Mäuse generiert, die das humane CD155-Protein produzierten, und mit Poliovirus infiziert. ^{[ 15 ]} Diese Mäuse zeigten alle Symptome und pathologischen Veränderungen der Poliomyelitis, die auch beim Menschen beobachtet werden, einschließlich schlaffer Lähmung und Rückenmarksläsionen . Diese Mäuse werden heute nicht nur eingesetzt, um die Pathogenese des Poliovirus weiter zu erforschen, sondern auch, um die Sicherheit von Polioimpfstoff- Präparaten zu testen .

Poliomyelitis ist eine Erkrankung des zentralen Nervensystems ; es wird jedoch angenommen, dass CD155 auf der Oberfläche der meisten, wenn nicht aller Körperzellen vorkommt. Es wurde vermutet, dass ein Element innerhalb der Virus-RNA den viralen Tropismus und damit die vom Virus infizierten Gewebe bestimmt. Neugeborene Mäuse, die PVR produzierten, wurden mit Wildtyp-Poliovirus und einem chimären Poliovirus infiziert, in dem dieses Element durch die gleiche Region des Hepatitis-C-Virus , eines leberspezifischen Virus, oder des Coxsackievirus B3, eines Virus, das Herz oder Hirnhäute infiziert, ersetzt war. Mäuse, die mit einem dieser Viren infiziert waren, zeigten Symptome einer Poliomyelitis. Daher bestimmt diese Region des Poliovirus nicht den Gewebetropismus des Virus. ^{[ 16 ]}

Die Sekretion von Interferon ist ein Mechanismus, mit dem der Körper Krankheitserreger, darunter auch Viruserkrankungen, abwehrt. Polioviren können sich jedoch vermehren, wenn dem Nährmedium für Säugetierzellen Interferon zugesetzt wird. Das Labor von Racaniello geht davon aus, dass diese Resistenz durch das 2A-Protein des Poliovirus bedingt ist. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Das Labor von Racaniello untersucht weiterhin, wie das Poliovirus die Immunantwort des Wirts umgeht, um unser Verständnis seiner Pathogenese und der Frage, warum es sich um eine Erkrankung des zentralen Nervensystems handelt, zu erweitern.

Obwohl die weltweite Ausrottung des Poliovirus 1988 begann und Poliovirusinfektionen bis heute weltweit auftreten, untersucht das Labor von Racaniello den Reproduktionszyklus und die Pathogenese anderer, dem Poliovirus ähnlicher Picornaviren. Zu diesen Viren gehören die Enteroviren D68 ( EV-D68 ) und 70 (EV70), das humane Rhinovirus , das Coxsackievirus A21 und das Echovirus 1. Es wurden infektiöse Klone von EV70 und verschiedenen Serotypen von Rhinoviren erzeugt. ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]} Mithilfe dieser Reagenzien wurde untersucht, wie sich das Wirtsspektrum eines Virus verändern lässt und welche zellulären Proteine ​​für die Replikation der viralen RNA notwendig sind. Racaniello erforscht außerdem, wie diese Viren das angeborene Immunsystem des Wirts , insbesondere die Typ-I-Interferon -Antwort, umgehen. Die Infektion von Zellkulturen mit humanem Rhinovirus 1A führt zur Spaltung des integralen Bestandteils IPS-1 ( MAVS, Cardif ). ^{[ 22 ]} Darüber hinaus wurde ein Kleintiermodell der Pathogenese des Echovirus 1 etabliert. ^{[ 23 ]}

Racaniello interessiert sich außerdem für die Evolution und Ausbreitung von Picornaviren. Zu diesem Zweck beabsichtigt er, in der Wildnis im gesamten Nordosten der Vereinigten Staaten vorkommende Picornaviren zu isolieren und zu identifizieren.

Das Labor von Racaniello erforscht weiterhin die grundlegenden Prinzipien der Virusbiologie. ^{[ 24 ]} Gemeinsam mit einem langjährigen Kooperationspartner konnte das Labor nachweisen, dass der Neurotropismus des Zika-Virus und des Enterovirus D68 kein erst kürzlich erworbenes Phänomen ist. Ergebnisse ihrer Untersuchungen zur Zika-Virus-Infektion des Gehirns neugeborener Mäuse zeigten, dass kortikale Entwicklungsstörungen im Zusammenhang mit der Virusinfektion auf Architekturdefekte des sich entwickelnden Gehirns zurückzuführen sein könnten. Daten aus ihrer Forschung zum Mechanismus der durch Enterovirus D68 verursachten akuten schlaffen Myelitis deuten auf verschiedene Mechanismen hin, durch die eine Virusinfektion zu Lähmungen führen kann. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

In Zusammenarbeit mit Mitgliedern des Zentrums für Infektion und Immunologie an der Columbia University beschrieben Rosenfeld und Racaniello eine kreuzreaktive Antikörperantwort gegen Enteroviren. ^{[ 27 ]} Diese Ergebnisse stellen die Annahme in Frage, dass Enterovirusinfektionen ausschließlich durch eine homotypische humorale Immunantwort moduliert werden.

Da Racaniello das World Wide Web als zentrales wissenschaftliches Werkzeug betrachtet, ist er einer der Mitbegründer von BioCrowd ^{[ 28 ]} , einem sozialen Netzwerk, das Wissenschaftler aller Disziplinen zusammenbringt. Racaniellos Virologie-Blog ^{[ 29 ]} und seine Podcasts „This Week in Virology “ [30] ^{, „This Week in Parasitism“ [31] (mit Dickson Despommier und Daniel O. Griffin) [32], „This Week in Microbiology“ [33} ] ( ^{mit Michelle Swanson ,} Michael Schmidt , Petra Levin ^{und Elio Schaechter} ) ^{, „ This Week} in Evolution “ [ 34 ] ^{( mit Nels} Elde ) [ ^{35 ] ,} „Immune“ (mit Stephanie Langel, Brianne Barker und Cynthia Leifer) ^{[ 36 ]} und „This Week in Neuroscience“ verbinden ebenfalls Wissenschaft und Technologie. Sein Blog, seine Podcasts und die Fachseiten zu Influenza 101 ^{[ 37 ]} und Virologie 101 ^{[ 38 ]} haben zum Ziel, Mikrobiologie auch Nicht-Wissenschaftlern zugänglich zu machen. Um Virologie weiterhin einem breiteren Publikum zu vermitteln, hat Racaniello eine Bibliothek mit Podcasts seiner jüngsten Vorlesungen an der Columbia University eingerichtet. ^{[ 39 ]} Außerdem bietet er Virologie-Kurse per Livestream auf YouTube an. ^{[ 40 ]} Jeden Mittwochabend veranstaltet Racaniello zusammen mit Amy Rosenfeld eine Live-Fragerunde mit dem Titel „Fragen und Antworten mit A&V: Antworten auf Ihre Fragen zu COVID-19“. ^{[ 41 ]} Darüber hinaus gibt es seine neue wöchentliche Live-Sendung „Sprechstunde mit dem Virologie-Professor der Erde“. ^{[ 42 ]}

Racaniello wird in mindestens 12 Patenten als Erfinder aufgeführt. ^{[ 43 ]}

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