Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Virale Infektionen - Verräterische Muster

22.04.2014

LMU-Wissenschaftler konnten in lebenden Zellen kartieren, wie virale RNA vom angeborenen Immunsystem erkannt wird.

Viren-infizierte Zellen werden von ihren Eindringlingen zur Produktion viraler Proteine gezwungen. Dazu schleusen die Viren RNA-Moleküle als Bauanleitung für die Proteine in ihren Wirt. Zur Abwehr der ungebetenen Gäste besitzen Zellen spezielle Sensoren: Bestimmte Proteine, sogenannte RIG-I like Rezeptoren (kurz RLRs) können körperfremde RNA erkennen und das angeborene Immunsystem zur Abwehr der fremden Moleküle aktivieren.

„Aus in vitro Versuchen weiß man, dass die RLRs bestimmte RNA-Muster erkennen. Bisher war es aber unklar, wie RLRs – insbesondere der MDA5 Rezeptor - virale RNA in lebenden Zellen erkennt“, sagt Professor Karl-Peter Hopfner vom Genzentrum der LMU.

Stabile Bindung durch UV-Licht

... mehr zu:
»Bindung »Genom »Immunsystem »LMU »MDA5 »Muster »Protein »Proteine »RIG-I »RNA »RNAs »Viren »Zellen »mRNA

Hopfners Team benützte in Zusammenarbeit mit Forschungsgruppen um Karl-Klaus Conzelmann und Johannes Söding (beide LMU) sowie Adolfo García-Sastre (Mount Sinai Hospital, New York) nun eine spezielle experimentelle Strategie, mit der Protein-RNA Komplexe aus virus-infizierten Zellen isoliert und untersucht werden können:

Da die Bindung zwischen RLR-Protein und RNA-Bindungspartner normalerweise nur sehr schwach ist, stabilisierten die Wissenschaftler diese Interaktion, indem sie mit dem Masernvirus infizierte Zellen mit einem photoaktivierbarem RNA-Bestandteil fütterten, der dann in neu gebildete virale RNA eingebaut wird. „Wenn sich nun Proteine in unmittelbarer Nähe zu dieser veränderten RNA befinden, kann durch Bestrahlung der Zellen mit UV Licht eine stabile Bindung zwischen dem Protein und der RNA induziert werden“, sagt Hopfner.

Die so entstandenen Protein-RNA-Komplexe wurden anschließend aus der Zelle isoliert, das Protein abgetrennt und die Zusammensetzung der RNA mit Hilfe von Deep Sequencing ermittelt. „So konnten wir genau feststellen, mit welchen Elementen der viralen RNA die Rezeptoren interagieren, was Aufschlüsse gibt, wie RLRs körperfremde RNA detektieren und was diese von endogener RNA unterscheidet“, erklärt Hopfner.

Als Ergebnis konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die RLRs RIG-I und MDA5 auch in lebenden, mit dem Masernvirus infizierten Zellen bestimmte Teile der viralen RNA detektieren. Masern-Viren, aber auch zahlreiche andere Erreger wie etwa das Tollwut-Virus, besitzen ein RNA Genom. Das bedeutet, dass das Erbmaterial im Virus nicht in Form von DNA sondern direkt als RNA zur Verfügung steht, das entweder direkt oder erst nach der Synthese eines Botenmoleküls, der komplementären Boten-RNA (mRNA), in Proteine übersetzt wird.

Virensensoren erkennen bestimmte RNA-Bereiche

„Während RIG-I wie in vitro auch in vivo bevorzugt bestimmte Muster an den ungeschützten Enden verschiedener viraler RNAs erkennt, detektiert MDA5 überraschenderweise nur bestimmte Regionen innerhalb viraler mRNA und offensichtlich nicht auf dem viralen Genom“, sagt Hopfner. Diese Regionen unterscheiden sich außerdem in ihrer Zusammensetzung von den restlichen viralen RNAs, was auf einen Zusammenhang zwischen dem Aufbau der RNA und der Erkennung durch MDA5 schließen lässt.

Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler die Interaktion von RLRs mit weiteren Viren untersuchen, um die Grundlagen der Erkennung körperfremder RNAs durch RLRs noch detaillierter zu erforschen. Auf diese Weise wollen sie besser verstehen, warum verschiedene Viren unterschiedlich gut vom menschlichen Immunsystem erkannt werden und wie RLR assoziierter Autoimmunkrankheiten - wie etwa der rheumatoiden Arthritis - entstehen. Beides könnte in der Zukunft dazu beitragen, neue therapeutische Strategien zu entwickeln.
göd

Publikation:
In vivo ligands of MDA5 and RIG-I in measles virus infected cells
Simon Runge, Konstantin M. J. Sparrer, Charlotte Lässig, Katharina Hembach, Alina Baum, Adolfo García-Sastre, Johannes Söding, Karl-Klaus Conzelmann, Karl-Peter Hopfner
PloS Pathogens 2014

Kontakt:
Prof. Dr. Karl-Peter Hopfner
Genzentrum
Tel. +49 (0) 2180 76953
Fax. +49 (0) 2180 76999
E-Mail: hopfner@genzentrum.lmu.de
http://www.hopfner.genzentrum.lmu.de

Luise Dirscherl | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Bindung Genom Immunsystem LMU MDA5 Muster Protein Proteine RIG-I RNA RNAs Viren Zellen mRNA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Immunabwehr ohne Kollateralschaden
23.01.2017 | Universität Basel

nachricht Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens
23.01.2017 | Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie