Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

HI-Viren: Erst mit Andockstelle infektiös

26.10.2012
Wichtiger Mechanismus im Reifungsprozess von HIV geklärt / Wissenschaftler des Universitätsklinikums Heidelberg und des Deutschen Krebsforschungszentrums berichten in „Science“

Wissenschaftler des Universitätsklinikums Heidelberg und des Deutschen Krebsforschungszentrums haben mit Hilfe höchstauflösender STED-Fluoreszenzmikroskopie einen wichtigen Schritt im Vermehrungszyklus von HI-Viren entdeckt:


Darstellung des Andockvorgangs eines HI-Virus an eine Immunzelle. Die gelben Envelope-Proteine rücken auf der Virenoberfläche eng zusammen und bilden die Kontaktstelle zur Zielzelle.
Bild: Universitätsklinikum Heidelberg / Department Infektiologie, Virologie.

Nachdem der AIDS-Erreger seine Wirtszelle verlassen hat, rücken bestimmte Oberflächenproteine, die zunächst über die Oberfläche des HIV-Partikels verteilt sind, eng zusammen. Erst mit der so entstandenen Struktur können die Viren effizient in menschliche Zellen eindringen – eine Voraussetzung, um diese zu infizieren. Die Arbeit wurde in der renommierten Fachzeitschrift "Science" veröffentlicht.

Infizieren Humane Immundefizienz-Viren (HIV) Zellen des menschlichen Immunsystems, so vervielfältigen die Zellen das Erbgut des AIDS-Erregers und produzieren Bausteine der Virushülle, wie das Eiweiß Gag und – in geringer Stückzahl – sogenannte Envelope (Env) Proteine. Noch innerhalb der Wirtszelle lagern sich die Gag-Proteine selbständig zu einer kugelförmigen Gitterstruktur zusammen, die das Erbgut des Virus umschließt. Beim Verlassen der Zelle umgeben sich die neu gebildeten Viren mit einem Teil der Zellhülle. In diesen Mantel sind die Env-Proteine eingelagert. Sie sind unverzichtbar, um an neue Zellen zu binden und diese zu infizieren. Nach der Freisetzung des Virus findet eine Spaltung der Gag Proteine statt, die eine Umlagerung der inneren Virusstruktur verursacht; erst nach dieser „Reifung“ sind die Viren infektiös.

„Obwohl die Env-Proteine von Anfang an auf der Virushülle sind und sich an deren Aufbau oder Zusammensetzung nichts ändert, ist die Reifung im Inneren des Virus notwendig, um in eine Zielzelle einzudringen. Wir haben uns gefragt, warum das so ist“, sagt Professor Dr. Hans-Georg Kräusslich, Geschäftsführender Direktor des Departments für Infektiologie am Universitätsklinikum Heidelberg und Seniorautor des Artikels.

Oberflächenproteine bündeln sich, wenn Virushülle sich neu arrangiert

Um diese Frage zu klären wurden in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des Deutschen Krebsforschungszentrums reife und unreife HI-Viren mit Hilfe der STED-Fluoreszenzmikroskopie untersucht. Mit dieser von einem Team um Professor Dr. Stefan Hell, Leiter der Abteilung für Optische Nanoskopie, entwickelten Methode lassen sich erstmalig Strukturen optisch erkennen, die nur wenige zehn Nanometer, also Millionstel Millimeter, klein sind – und dazu gehören kleinste Proteinagglomerate auf der Oberfläche von HIV. Die Forscher entdeckten, dass sich die zunächst vereinzelten Env-Proteine des Virus während des Reifungsprozesses an einer Stelle sammeln und die so entstandenen Env-‚Cluster‘ die Kontaktstelle des Virus zur nächsten Zielzelle bilden. Diese Umlagerung ist erforderlich, um das Virus mit der Zellmembran zu verschmelzen und in die Zelle einzudringen. „Da das Virus nur ca.130 Nanometer groß ist, konnte dieser Vorgang nur durch eine radikal neue Lichtmikroskopie mit Auflösung sechs- bis siebenmal feiner als die halbe Lichtwellenlänge von 250 Nanometern sichtbar gemacht werden“, so Hell.

Das interdisziplinäre Team klärte zudem, warum sich die Proteine nicht schon früher zusammenfinden: Sie sind anfangs noch mit dem darunter liegenden, starren Gag-Gitter verbunden. Erst wenn diese Struktur im Laufe des Reifungsprozesses aufgelöst wird, können sich die Env-Proteine frei über die Virusoberfläche bewegen. „Wir schließen aus diesen Ergebnissen, dass die Clusterbildung der Env-Proteine ein essentieller Schritt im Reifungsprozess des Virus ist“, sagt Kräusslich. „Je besser wir die Abläufe in diesem Prozess verstehen, desto eher können wir Schwachstellen von HIV ausfindig machen und als Angriffspunkte für gezielte Therapien nutzen.“

Literatur:
Jakub Chojnacki, Thorsten Staudt, Bärbel Glass, Pit Bingen, Johann Engelhardt, Maria Anders, Jale Schneider, Barbara Müller, Stefan W. Hell, Hans-Georg Kräusslich. Maturation Dependent HIV-1 Surface Protein Redistribution Revealed by Fluorescence Nanoscopy. Science. 26 October 2012: Vol. 338 no. 6106 pp. 524-528. DOI: 10.1126/science.1226359
Weitere Informationen:
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/virologie
http://www.dkfz.de/de/nanoscopy/index.php
Ansprechpartner:
Prof. Dr. Hans-Georg Kräusslich
Geschäftsführender Direktor des Departments für Infektiologie, Abteilung Virologie
Universitätsklinikum Heidelberg
Tel: 06221 / 56 50 01
E-Mail: Hans-Georg_Kraeusslich@med.uni-heidelberg.de
Prof. Dr. Stefan W. Hell
Leiter der Abteilung Optische Nanoskopie, BioQuant
Deutsches Krebsforschungszentrum
Tel.: 06221 / 5451210
E-Mail: s.hell@dkfz.de
Universitätsklinikum und Medizinische Fakultät Heidelberg
Krankenversorgung, Forschung und Lehre von internationalem Rang
Das Universitätsklinikum Heidelberg ist eines der größten und renommiertesten medizinischen Zentren in Deutschland; die Medizinische Fakultät der Universität Heidelberg zählt zu den international bedeutsamen biomedizinischen Forschungseinrichtungen in Europa. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung neuer Therapien und ihre rasche Umsetzung für den Patienten. Klinikum und Fakultät beschäftigen rund 11.000 Mitarbeiter und sind aktiv in Ausbildung und Qualifizierung. In mehr als 50 Departments, Kliniken und Fachabteilungen mit ca. 2.000 Betten werden jährlich rund 550.000 Patienten ambulant und stationär behandelt. Derzeit studieren ca. 3.600 angehende Ärzte in Heidelberg; das Heidelberger Curriculum Medicinale (HeiCuMed) steht an der Spitze der medizinischen Ausbildungsgänge in Deutschland.

http://www.klinikum.uni-heidelberg.de

Bei Rückfragen von Journalisten:
Dr. Annette Tuffs
Leiterin Unternehmenskommunikation / Pressestelle
des Universitätsklinikums Heidelberg und der
Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 672
69120 Heidelberg
Tel.: 06221 56-4536
Fax: 06221 56-4544
E-Mail: annette.tuffs@med.uni-heidelberg.de
Julia Bird
Referentin Unternehmenskommunikation / Pressestelle
des Universitätsklinikums Heidelberg und der
Medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 672
69120 Heidelberg
Tel.: 06221 56-7071
Fax: 06221 56-4544
E-Mail: julia.bird@med.uni-heidelberg.de
Diese Pressemitteilung ist auch online verfügbar unter
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/presse
Besuchen Sie das Universitätsklinikum Heidelberg auch bei:
Facebook: http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/facebook
Twitter: http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/twitter
Youtube: http://www.klinikum.uni-heidelberg.de/youtube

Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.klinikum.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Krebszellen Winterschlaf halten
16.07.2018 | Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden

nachricht Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit
16.07.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vertikales Begrünungssystem Biolit Vertical Green<sup>®</sup> auf Landesgartenschau Würzburg

16.07.2018 | Architektur Bauwesen

Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Krebszellen Winterschlaf halten

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics