Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie unsere Körperzellen gegen Viren kämpfen

22.04.2014

MolekularbiologInnen der Max F. Perutz Laboratories der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien zeigen in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich, wie das Eindringen doppelsträngiger RNA in den Zellkern verhindert wird. Während der Immunantwort auf eine Virusinfektion wandert das körpereigene Protein ADAR1 aus dem Kern ins Zytoplasma der Zelle, wo es die Virus-RNA so verändert, dass sich damit keine neuen Viren bilden können. Wie dabei jedoch verhindert wird, dass ADAR1 die virale RNA in den Zellkern bringt, war bisher völlig unklar. In ihrer Studie in PNAS Plus geben die Wiener und Züricher WissenschaftlerInnen eine erste Antwort auf diese Frage.

Das menschliche Immunsystem und die Abwehr von Keimen


Modell der RNA Bindedomäne von ADAR1 (in grün), mit gebundener doppelsträngiger RNA (gelb).

Copyright: PNAS


Die Bindung von RNA behindert den Import von ADAR1 in den Zellkern

Copyright: Michael Jantsch

Der Mensch wird ständig von Bakterien und Viren angegriffen. Mit dem Immunsystem hat der Körper jedoch eine Reihe von Abwehrmechanismen geschaffen, die helfen, solche Angreifer abzuwehren und zu bekämpfen. Viren sind kleine Partikel, die außerhalb einer Wirtszelle nicht lebensfähig sind.

Dringen sie in unseren Körper ein, geben sie ihr genetisches Material in unsere Zellen ab um sich zu vermehren. Genau hier greift einer der körpereigenen Abwehrmechanismen an: das Erbgut des Virus wird durch zelluläre Enzyme chemisch so verändert, dass keine neuen lebensfähigen Viren gebildet werden können.

ADAR1 – eine Waffe des Immunsystems gegen Viren

ADAR1 ist eines der Enzyme der antiviralen Immunantwort. Normalerweise hält es sich im Kern der Zelle auf. Wird jedoch virale doppelsträngige RNA im Zytoplasma der Zelle entdeckt, wandert ADAR1 ins Zytoplasma, wo es die virale RNA bindet und chemisch modifiziert, sodass sie für das Virus und des Vermehrung unbrauchbar wird. Wie wird jedoch verhindert, dass ADAR1 die gebundene virale RNA mit in den Zellkern nimmt? Dort befindet sich schließlich das menschliche Erbgut, welches es zu schützen gilt. Dieser Frage gingen nun die Teams von Michael Jantsch an den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) der Universität Wien und Frédéric Allain von der ETH Zürich nach.

Dabei stellte sich heraus, dass ADAR1 zwei Module verbindet, welche den Kerntransport regulieren. Durch zellbiologische Untersuchungen konnten die Wiener WissenschaftlerInnen um Michael Jantsch wiederum zeigen, dass ein Transport von ADAR1 in den Kern nur möglich ist, wenn die RNA-Bindedomäne als Verbindung die Strukturmodule für den Kerntransport in die richtige Position bringt. Michael Jantsch erklärt: "Entfernten wir die RNA-Bindedomäne, konnte ADAR1 nicht mehr in den Zellkern wandern. Dasselbe ist aber auch der Fall, wenn es virale doppelsträngige RNA gebunden hat. Mithilfe der WissenschaftlerInnen an der ETH konnten wir zeigen, wie dieser molekulare Schalter strukturell aufgebaut ist".

Welche RNAs betätigen den Schalter von ADAR1?

Hat ADAR1 RNA gebunden, versperrt diese den Zugang zum Kern: die Kerntransportmodule können nicht an ihren Partner, welcher den Durchgang durch die Kernhülle veranlasst, binden, da die RNA dies räumlich unmöglich macht. "Das ist ein Mechanismus, der bisher völlig unbekannt war. Man kann sich das in etwa so vorstellen, als wolle man mit dem Auto in ein Parkhaus fahren. Um die Schranke zu öffnen, muss man zuerst ein Ticket durch Knopfdruck am Automaten ziehen. Transportiert man nun zusätzlich etwas Sperriges auf dem Autodach, kann man nicht mehr nah genug an den Automaten heranfahren um dem Ticketschalter zu betätigen, da sonst Transportgut und Automat zusammenstoßen", erläutert Michael Jantsch.

In der Folge wollen er und sein Team herausfinden, welche RNAs genau diesen "Schalter" von ADAR1 betätigen – also von ADAR1 gebunden und modifiziert werden und es am Rückgang in den Zellkern hindern. Zudem sind die ForscherInnen gespannt, ob und welche weiteren Proteine sie finden werden, deren Lokalisierung in der Zelle über RNA gesteuert wird.

Publikation in PNAS Plus:
Pierre Barraud, Silpi Banerjee, Weaam I. Mohamed, Michael F. Jantsch and Frédéric H.-T. Allain: A bimodular nuclear localization signal assembled via an extended dsRBD acts as an RNA-sensing signal for Transportin 1.
In: PNAS Plus (April 2014).
DOI: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1323698111

Wissenschaftlicher Kontakt:
Ao. Univ.-Prof. Dr. Michael Jantsch
Department für Chromosomenbiologie
Max F. Perutz Laboratories
1030 Wien, Dr.-Bohr-Gasse 9
T +43-1-4277-562 30
michael.jantsch@univie.ac.at

Rückfragehinweise:
Dr. Lilly Sommer
Max F. Perutz Laboratories
Communications
T +43-1-4277-240 14
lilly.sommer@mfpl.ac.at

Mag. Alexandra Frey
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 33
M +43-664-602 77-175 33
alexandra.frey@univie.ac.at

Michaela Wein | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur
17.08.2017 | Deutsches Krebsforschungszentrum

nachricht Magenkrebs: Auch Bakterien können Auslöser sein
17.08.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

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: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Scharfe Röntgenblitze aus dem Atomkern

17.08.2017 | Physik Astronomie

Fake News finden und bekämpfen

17.08.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Effizienz steigern, Kosten senken!

17.08.2017 | Messenachrichten