Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Viraler Anker im Zellkern

05.05.2015

HZI- Forscher entschlüsseln Struktur des Bindeglieds zwischen dem KSHV-Virus und chromosomaler DNA

Das Kaposi Sarkom-assoziierte Herpesvirus (KSHV) ist ein Tumor-Virus, das an der Ausbildung verschiedener Krebsarten beteiligt ist. In infizierten Körperzellen liegt die virale DNA größtenteils in latenter Form vor.


Räumliche Struktur des molekularen Chromosomen-Ankers aus dem KSHV-Virus.

HZI/Hellert

Das bedeutet, dass sich das Virus nicht aktiv vermehrt, sondern sich vielmehr passiv nur einmal pro Zellteilung kopieren lässt. Die latente virale DNA ist dabei nicht direkt ins zelluläre Genom eingebaut, sondern liegt als separates, ringförmiges Molekül im Zellkern vor.

Damit das Molekül bei einer Teilung seiner Wirtszelle nicht aus dem Zellkern verloren geht, heftet es sich mit einem "Anker" an die Wirtschromosomen. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig ist es nun gelungen, den genauen Aufbau des Ankers zu entschlüsseln, was entscheidend zum Verständnis seiner Funktion beiträgt. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher im Journal PNAS.

Das KSHV verursacht verschiedene Krebserkrankungen, wie beispielsweise das namensgebende Kaposi Sarkom, das durch die unkontrollierte Vermehrung von Blutgefäßzellen in der Haut gekennzeichnet ist. Im Normalfall liegt das Virus im Körper latent vor, es schläft also sozusagen. Erst wenn das Immunsystem des Patienten geschwächt ist, wie es zum Beispiel bei AIDS oder nach Organtransplantationen der Fall ist, wird es aktiv und für den Menschen gefährlich.

Um in den sich ständig teilenden Körperzellen zu überleben, muss es sich an das Erbgut der menschlichen Zellen hängen. Diese Verankerung der viralen DNA ist für das KSHV überlebenswichtig.
Zu diesem Zweck hat das Virus deshalb ein Protein gebildet, das ihm als Anker dient: das sogenannte "Latency-Associated Nuclear Antigen" (LANA). „Ohne dieses Protein würde das Virus die Zellteilung nicht überstehen“, sagt Dr. Christiane Ritter, Leiterin der Einheit NMR-Spektroskopie am HZI. „Daher ist die genaue Kenntnis über den Verankerungsmechanismus für die Entwicklung von möglichen Medikamenten von großem Interesse.“

„Das LANA-Molekül bietet gleich mehrere Angriffspunkte für die Therapieentwicklung gegen durch das Virus verursachte Krankheiten. Die Bindung von LANA an die virale DNA durch einen Wirkstoff selektiv zu blockieren ist dafür ein sehr erfolgversprechender Ansatz“ sagt Dr. Thorsten Lührs, ehemaliger Leiter der Emmy Nöther Gruppe Transmission Barriers. Ihm und seinen Kollegen ist es nun erstmals gelungen, den dreidimensionalen Aufbau des DNA-bindenden Moduls von LANA in direktem Kontakt mit einem kurzen Abschnitt viraler DNA zu entschlüsseln.

Um die Kontaktfläche zwischen LANA und der viralen DNA mit annähernd atomarer Auflösung sichtbar machen zu können, kristallisierten die Forscher das DNA-bindende Modul von LANA zusammen mit viraler DNA. Anschließend klärten sie die entsprechende Kristallstruktur am Teilchenbeschleuniger "PETRA III" des Deutschen Elektronensynchrotrons in Hamburg auf. Diese Methode legt die molekularen Details der Kristallbausteine - hier also des LANA-DNA-Komplexes – offen.

„Dank dieser Methoden haben wir neben der Aufklärung der Struktur auch noch eine bisher unentdeckte, dritte Bindestelle für den Anker auf der viralen DNA entdeckt, deren Existenz unsere Partner an der Medizinischen Hochschule Hannover auch in Experimenten nachweisen konnten“, sagt Jan Hellert, Erstautor der Studie und Doktorand am HZI.

Die Kombination der beiden Ergebnisse erlaubt es den Forschern, ein Modell zu zeichnen, das erklärt, wie ein Komplex aus drei LANA-Einheiten die virale DNA erfasst. So konnten sie die Funktion des Komplexes entschlüsseln. „Damit haben wir nicht nur einen wesentlichen Schritt zur Entwicklung neuer Medikamente beigetragen, sondern darüber hinaus auch einen Beitrag für das Verständnis von Virus-Mensch-Interaktionen während der Latenzphase eines Tumor-Virus auf molekularer Ebene beitragen“, sagt Ritter.

Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung
Am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) untersuchen Wissenschaftler die Mechanismen von Infektionen und ihrer Abwehr. Was Bakterien oder Viren zu Krankheitserregern macht: Das zu verstehen soll den Schlüssel zur Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe liefern. Am seinem Standort in Braunschweig-Stöckheim blickt das Zentrum auf eine jahrzehntelange Historie zurück. Bereits 1965 begannen hier die ersten Arbeiten; 2015 feiert das HZI 50-jähriges Jubiläum.
Weitere Informationen: http://www.helmholtz-hzi.de

Weitere Informationen:

http://www.helmholtz-hzi.de/de/aktuelles/news/ - Nach Ablauf der Sperrfrist steht Ihnen eine Version der Pressemitteilung auf der Homepage des HZI zur Verfügung

Rebecca Winkels | Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa
27.02.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht Neurobiologie - Vorausschauend teilen
27.02.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

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: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herz-Untersuchung: Kontrastmittel sparen mit dem Mini-Teilchenbeschleuniger

27.02.2017 | Medizintechnik

Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wenn der Schmerz keine Worte findet - Künstliche Intelligenz zur automatisierten Schmerzerkennung

27.02.2017 | Medizintechnik