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HIV: Erbgut-Schutzhülle erstmals im Innern des Virus dargestellt, Einblicke feiner als 1 Nanometer

Wissenschaftler der Molecular Medicine Partnership Unit, einer Kollaboration zwischen EMBL und Universitätsklinikum Heidelberg, nutzen höchstauflösende bildgebende Verfahren: Aufnahmen von realen intakten Viren zeigen, wie deren Eiweißhülle Capsid aufgebaut ist.

 

Die spektakulären Bilder der Heidelberger Wissenschaftler zeigen die kegelförmige Eiweißhülle Capsid, die die Erbinformation der HI-Viren schützt – und zwar erstmals innerhalb intakter Viren. Mit Hilfe höchstauflösender bildgebender Verfahren, der so genannten Kryo-Elektronentomographie, kombiniert mit einer speziellen mathematischen Auswertung und Computeranalyse der Daten erzielte Simone Mattei, Doktorand der Teams um John Briggs, EMBL, und Hans-Georg Kräusslich, Zentrum für Infektiologie am Universitätsklinikum Heidelberg, die dreidimensionalen Einblicke im Bereich von weniger als einem Nanometer. Die Veröffentlichung ist jetzt im renommierten Fachmagazin Science erschienen. Sie ist ein weiterer Meilenstein der höchst erfolgreichen wissenschaftlichen Kollaboration zwischen EMBL und Universitätsklinikum Heidelberg, der Molecular Medicine Partnership Unit.

 

Mit HIV-1, dem Erreger von AIDS, sind weltweit mehr als 30 Millionen Menschen infiziert, etwa 1,2 Millionen Infizierte sterben jährlich an der Immunschwächekrankheit. „AIDS ist noch immer nicht heilbar, es gibt keine wirksame Impfung und Resistenzen gegen verfügbare Medikamente nehmen zu“, sagt Prof. Dr. Hans-Georg Kräusslich. „Diese beachtliche Arbeit des Nachwuchswissenschaftlers Simone Mattei hilft uns dabei zu verstehen, wie das Virus aufgebaut ist und wie Medikamente auf Viren wirken. Dies könnte uns auch neue Ansatzpunkte für potentielle Wirkstoffe aufzeigen.“

 

Im Innern des Virus ist die konische Schutzhülle, das Capsid, zusammengesetzt aus mehr als 1000 Kopien des so genannten Proteins CA. Die im Bild grünen Ringe bestehen aus jeweils sechs CA-Kopien, die roten Ringe aus je fünf. Die wenigen roten Fünfer-CA-Ringe erlauben der Fläche aus grünen Sechser-CA-Ringen sich zur konischen Form zu biegen. Diese Art von Netzsymmetrie mit Sechsecken und Fünfecken ermöglicht es z.B. auch bei einem Fußball die gebogene Form zu erhalten.

 

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Mattei et al.: The Structure and Flexibility of Conical HIV-1 Capsids Determined Within Intact Virions, (2016) Science, DOI: 10.1126/science.aah4972 Universitätsklinikum Heidelberg science.sciencemag.org/content/354/6318/1434