Wie die Viren Ihre Wirtszellen überlisten: Forscher entschlüsseln protein-Struktur nach mehr als fünfzig Jahren Forschung

Viren hängen von Wirtszellen zur Replikation, wie aber kommt ein virus induzieren, seinen Wirt zu umschreiben, seine eigenen genetischen Informationen, dass neben der virus, damit die Tochter Viren? Seit Jahrzehnten haben Forscher studieren eine Art von Bakteriophagen, bekannt als „lambda“, um zu versuchen und finden Sie eine Antwort auf diese Frage. Mittels hochauflösender Kryo-Elektronenmikroskopie, einer Forschungsgruppe Charité — Universitätsmedizin Berlin hat jetzt erfolgreich entschlüsselt diesen Prozess. Die Ergebnisse der Studie wurden veröffentlicht in der Molekularen Zelle.

Kein host, keine Viren. Zwar ist es wahr, dass Viren in der Lage sind, die Verbreitung von überlebenden, die außerhalb eines host, Sie brauchen einen Wirt für die Replikation. Viren fehlt die komplexe Apparate, die für die Transkription der genetischen information und deren anschließende übersetzung in neue virus-Komponenten. Dies ist der Grund, warum alle Viren benötigen Zugriff auf eine Wirtszelle molekularen Infrastruktur. Seit Jahrzehnten haben Forscher die Untersuchung der Möglichkeiten, in denen Viren erfolgreich zu nutzen-host-Funktionen. Ihre Bemühungen konzentrierten sich auf „Bakteriophagen“ — die Viren, die sich auf bakterielle Wirte für die Replikation. Einer der am intensivsten untersucht und am besten charakterisiert ist hierbei die ‚lambda-Phagen‘.

Frühere Forschung hatte gezeigt, dass die lambda-Phagen, stellte seine eigene genetische Informationen in seinen Wirt und setzt Sie an einem bestimmten Standort in das wirtsgenom. „RNA-polymerase“, ein protein-Komplex verantwortlich für die Transkription der genetischen Informationen, die normalerweise aufhören zu Lesen diese Informationen am Ende der bakteriellen gene und ignorieren alle viralen Gene eingefügt dahinter. Der virus nutzt einen trick, der verhindert, dass die RNA-polymerase, die aus der Beendigung der Transkription: es stellt ‚lambda-N‘ – (λN), ein kleines protein, das hängt sich an den host-RNA-polymerase und zwingt ihn, weiterhin die Transkription der viralen Gene. Bis jetzt, trotz intensiver Bemühungen, hatten Forscher erkennen konnte, wie dieses kleine protein kann die Erreichung dieser feat. Ein Berliner Forscherteam hat jetzt in der Lage die Visualisierung der 3D-Struktur der RNA-polymerase-λN-komplexen mittels hochauflösender Bildgebung, sodass Sie eine ausführliche Erklärung dieser „viral Ausbeutung“.

Für Ihre Studie haben die Forscher von Charité arbeitete mit Kollegen von der freien Universität Berlin und das Max-Planck-Institut für Molekulare Genetik. Sie begann, durch die Herstellung der einzelnen Komponenten dieser großen protein-komplexen getrennt. Nach dem Zusammenbau der Komponenten, platziert Sie die entstehenden komplexe in einem dünnen film von Wasser und erstarrte. Mit Hilfe der cryo-Elektronen-Mikroskopie konnten die Forscher nahmen insgesamt 700.000 Bilder von protein-komplexen aus verschiedenen Blickwinkeln, mit diesen zu berechnen, seine 3D-Struktur. „Die Natur dieser Struktur, erzählte uns, dass die kleinen viral ?N protein Dichtungen zusammen die beiden Hälften der RNA-polymerase, somit verhindern, dass es auseinander fällt, sobald es erreicht das stop-signal am Ende der bakteriellen gen,“ erklärt man der Studie die ersten Autoren, Ferdinand Krupp, wer ist Doktorand an Charité’s Institut für Medizinische Physik und Biophysik. „Weil dieses, die RNA-polymerase setzt die Transkription selbst, sobald es erreicht der viralen Gene. Nachdem alle viralen Gene, die gelesen wurden, Sie dienen dann als Blaupause für die Herstellung von Tochter Viren-was bedeutet das virus hat Ihr Ziel erreicht“, sagt der Biophysiker. Er fügt hinzu: „Unsere Daten auch erklären, viele der einzelnen Ergebnisse erfasst und über fünf Jahrzehnte Forschung. Zusammen genommen, diese Erkenntnisse können dazu beitragen, die Entwicklung neuer antibakterieller Medikamente.“