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Schutzkapsel der Herpesviren
Neue Möglichkeiten im Kampf gegen Herpesvirusinfektionen
Hannover (11. Juni 2009) – Eine spezielle Mikroskopietechnik macht es möglich: Dr. Kerstin Radtke und Professorin Dr. Beate Sodeik vom Institut für Virologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) haben zusammen Forschern von der Vrije Universiteit Amsterdam die mechanischen Eigenschaften verschiedener Herpesvirus-Kapside enthüllt – also von Kapseln, die das Erbgut von Viren umgeben und somit schützen. Die Ergebnisse hat jetzt die renommierten Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences USA" in ihrer Online-Ausgabe veröffentlicht.
Die aus infizierten Zellkernen isolierten Herpesvirus-Kapside haben einen Durchmesser von nur 125 Nanometer; das entspricht in etwa einem zehntausendstel Millimeter. Die Struktur und die Oberflächenbeschaffenheit einzelner Partikel können daher nur mit Mikroskopen untersucht werden, deren Auflösungsvermögen höher ist als das von Lichtmikroskopen. Bei der hier verwendeten Rasterkraftmikroskopie, der sogenannten Atomic Force Microscopy, wird die Oberfläche solcher winzigen Strukturen abgebildet, indem sie mit einem Sensor, ähnlich der Nadel eines Plattenspielers, systematisch abgetastet wird. Aus diesen Daten können die Wissenschaftler ein detailliertes topographisches Relief kleinster, einzelner viraler Strukturen gewinnen. Darüber hinaus ist es möglich, mit dem Sensor auf die Teilchen zu drücken oder sie sogar einzudrücken – und so ihre Elastizität und ihre Stabilität zu messen. Diese Messungen sind unter physiologischen Bedingungen in Flüssigkeit möglich, so dass die Verhältnisse in lebenden Zellen simuliert werden können.
Mit diesem Mikroskop erlangten die Wissenschaftler erstmals Einblicke in die mechanischen Eigenschaften humaner Herpesviren. Durch Eindrücken einzelner Kapside und die Messung der dazu benötigten Kräfte bestimmten sie ihre Stabilität. Sie entdeckten, dass die Kapside reifen und dabei nach und nach stabiler werden und, dass sie die zwölf Ecken der Kapsel vermutlich verstärkt sind. Die Aufklärung dieser viralen Stabilisierungsmechanismen eröffnet neue Möglichkeiten im Kampf gegen Herpesvirusinfektionen. Darüber hinaus könnten solche viralen Kapsidschalen als "Container" verwendet werden, mit deren Hilfe sich Medikamente oder genetisches Material an ihren Bestimmungsort transportieren ließen.
Abb. oben: Eindrückliche Forschung: Herpesvirus-Kapside durch das Rasterkraftmikroskop gesehen vor (links) und nach (rechts) dem Eindrücken. Photo: Roos/Vrije Universität Amsterdam
Quelle: Presseinformation der Universität Hannover vom 11.06.2009.