Forscher entschlüsseln Struktur des unreifen Virus

HEIDELBERG. Das Proteingitter vollständiger, unreifer HI-Viren haben Forscher aus Heidelberg in einer so hohen, bisher nicht erreichten Auflösung abgebildet, dass die einzelnen Bausteine und ihre Kontakte erstmals deutlich zu erkennen sind (Nature 2014, online 2. November).

Je besser Bildung und Reifung von HIV verstanden sei, desto eher könne man Schwachstellen ausfindig machen und als Angriffspunkte für Therapien nutzen, so eine Mitteilung des Uniklinikums Heidelberg

Der Aufbau des Proteingitters überraschte die Experten: "Die Struktur ist anders als erwartet", wird Dr. John Briggs, Leiter der Forschungsgruppe am European Molecular Biology Laboratory (EMBL), in der diese Arbeiten durchführt wurden, in der Mitteilung zitiert.

Die Forscher gingen davon aus, dass die Hülle von HIV ähnlich aufgebaut sei wie die des ebenfalls vom Team um Briggs erforschten und mit HIV verwandten Mason-Pfizer Monkey Virus, da die Protein-Komponenten sich sehr ähneln. "Die unreifen Formen der Viren unterscheiden sich aber. Momentan wissen wir noch nicht, warum", so Briggs.

Infizieren Humane Immundefizienz-Viren Zellen des menschlichen Immunsystems, so programmieren sie diese auf "Virusvermehrung" um: Dazu schleusen die HI-Viren ihr Erbgut mit allen notwendigen Informationen in den Zellkern ein.

Zellen produzieren Bausteine der Virushülle

Von nun an vervielfältigen die Zellen das Erbgut des Aids-Erregers und produzieren Bausteine der Virushülle, wie das Eiweiß Gag. Noch innerhalb der Wirtszelle lagern sich die Gag-Proteine selbstständig zu einer kugelförmigen Gitterstruktur zusammen, die das Erbgut des Virus umschließt.

Beim Verlassen der Zelle umgeben sich die neu gebildeten, noch unreifen Viren mit einem Teil der Zellhülle. Zuletzt wird das Gitter aus Gag-Proteinen nochmals umgebaut; erst nach dieser "Reifung" sind die Viren infektiös.

Wie sich die einzelnen Gag-Proteine im Detail zur kugeligen Gitterstruktur einer intakten Virenhülle verbinden - ein entscheidender Prozess für die Ausbreitung der Infektion im Körper - untersuchen die Heidelberger Wissenschaftler bereits seit den 1990er Jahren mittels der Kryo-Elektronenmikroskopie.

Inzwischen haben sich Mikroskopietechnik und Datenanalyse weiter entwickelt und erlauben den Blick auf immer kleinere Details. "Dieser Ansatz eröffnet uns viele neue Möglichkeiten", sagt Erstautor Florian Schur, Doktorand bei John Briggs.

So lassen sich in Zukunft nicht nur verschiedene Viren, sondern auch die molekularen Wirkmechanismen von Virus-Hemmstoffen sowie Zielstrukturen für neue Medikamente besser untersuchen. (eb)