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Medizin

Wie sich Influenzaviren an ihre Wirtszellen heften

Mittwoch, 29. August 2012

Berlin – Die Kraft, mit der sich Influenzaviren an ihre Wirtszellen heften, haben Wissen­schaftler der Arbeitsgruppe „Molekulare Biophysik“ um Andreas Herrmann von der Humboldt-Universität Berlin beschrieben. Sie hoffen, mit diesen Erkenntnissen künftig wichtige Prozesse der Virusentwicklung blockieren zu können. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse in den Proceedings of the National Academy of Science (doi 10.1073/pnas.1120265109).

Viren können sich bekanntlich nicht selbstständig reproduzieren. Sie müssen sich in eine Wirtszelle einschleusen, um deren Strukturen für die eigene Vermehrung zu nutzen. Das Virus verfügt über bestimmte Oberflächenproteine, so genannte Spikeproteine, um sich an eine geeignete Zelle zu binden. Eines davon, das Hämagglutinin (HA), bindet an Rezeptoren der Wirtszelle und stellt dadurch den ersten Kontakt her. Die Art des Rezeptors der Wirtszelle bestimmt häufig, welche Zellen infiziert werden können und welche nicht.

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Die Wissenschaftler haben mehrere Methoden angewendet, um mehr über die Bindung des Virus an Wirtszellen zu erfahren. Beispielsweise setzten sie eine in Zusammenarbeit mit der Berliner Firma JPK Instruments AG entwickelte sogenannte optische Pinzette ein. Mit dieser Pinzette können mikroskopisch kleine Kugeln, auf denen sich wenige Viren befinden, gehalten und mitsamt der Viren an Zellen herangeführt werden, bis es zur Bindung eines Virus an eine Zelle kommt.

Danach wird die Kugel zurückgezogen und die resultierende Kraft gemessen. Um die molekulare Grundlage der Kräfte zu verstehen, haben die HU-Biologen diese Experimente mit der Gruppe von Helmut Grubmüller am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie am Computer simuliert.

Es stellte sich heraus, dass die Interaktionskraft einer Bindung etwa zehn Piconewton beträgt. Diese Zahl lässt sich laut den Forschern mit der Kraft vergleichen, die jede einzelne Person aufwenden müsste, würden alle Menschen der Erde gemeinsam eine Ein-Euro-Münze anheben.

Das scheint nicht viel, doch solche winzigen Kräfte haben eine große Bedeutung für den Erreger: Ein Virus muss zum Beispiel gleichzeitig viele Bindungen herstellen, um sich stabil an eine Wirtszelle anzuheften. Weiterhin weisen die Ergebnisse laut den Forschern daraufhin, dass weniger die Struktur des Rezeptors, sondern viel mehr die Art der Präsentation auf der Zelloberfläche für die Erkennung einer Wirtszelle von Bedeutung sein kann. © hil/aerzteblatt.de

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