idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Grafik: idw-Logo

idw - Informationsdienst
Wissenschaft

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instance:
Share on: 
10/02/2019 20:32

Dem HI-Virus auf der Spur: Forscherteam macht sichtbar, wie AIDS-Erreger sich im Körper vermehrt

Lavinia Meier-Ewert Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

Einem Forscherteam um Prof. Christian Eggeling vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Universität Oxford ist es gelungen, mit höchstauflösender Bildgebung millisekundengenau sichtbar zu machen, wie das HI-Virus sich zwischen lebenden Zellen verbreitet. Mit superauflösender STED-Fluoreszenzmikroskopie liefern die Forschenden erstmals einen direkten Beweis dafür, dass der AIDS-Erreger zum Vervielfältigen ein bestimmtes Lipidmilieu schafft. „Wir haben eine Methode geschaffen, um zu erforschen, wie sich die Vermehrung potentiell verhindern lässt“, so Eggeling. Die Ergebnisse veröffentlichten sie am 2. Oktober 2019 in Science Advances.

In den Fokus nahmen die Forschenden die Schleuse, durch die das HI-Virus (Human Immunodeficiency Virus/ Erworbenes Abwehrschwäche-Syndrom) wieder aus der Zelle heraustritt, nachdem es sie infiziert hat: die Plasmamembran der Wirtszelle. Als Marker diente ihnen dabei das Protein Gag, das die Vorgänge bei der Reifung des Virus koordiniert. „Dort, wo sich dieses Protein sammelt, laufen die entscheidenden Prozesse ab, die dazu führen, dass die Viren sich freisetzen und weitere Zellen infizieren“, erläutert Christian Eggeling. Um diese zu entschlüsseln, haben sich die Forschenden die Diffusion an diesem Ort der Knospung — des „budding“ — des Viruspartikels angesehen. Sie fanden heraus, dass nur bestimmte Lipide mit dem HI-Virus wechselwirken. Zwar waren diese Lipide prinzipiell schon vorher bekannt, aber das Forscherteam konnte diese Wechselwirkung erstmals direkt an der lebenden und infizierten Zelle nachweisen.

Angriffspunkt, um die Vermehrung des Virus zu verhindern

„Damit haben wir einen potentiellen Angriffspunkt, an dem antivirale Medikamente ansetzen könnten“, so Christian Eggeling. „Zu wissen, welche Moleküle das HI-Virus braucht, um aus der Zelle herauszutreten und sich zu vervielfältigen, ist eine entscheidende Voraussetzung, um zu erforschen, wie sich dies verhindern lässt. Mit unserer Technik können wir das jetzt direkt und live verfolgen.“ Mit seinem Team will Eggeling nun Antikörper entwickeln, die genau diese Moleküle angreifen — und so die Verbreitung des Virus unterdrücken.

„Wir wollen diese Antikörper nicht nur in medizinischer Hinsicht untersuchen, sondern herausfinden, wie man ihre biophysikalische Wechselwirkung nutzen kann, um ihre Wirksamkeit zu verstärken“, umschreibt Eggeling sein Forschungsprogramm. „Dazu analysieren wir biologische Vorgänge — nämlich die Interaktion von Zellen und Molekülen — mithilfe physikalischer Parameter wie Diffusion.“ Vor einem guten Jahr ist der Physiker von Oxford nach Jena gewechselt. Neben seiner Professur für „Superresolution Microscopy“ an der Universität leitet er am Leibniz-IPHT die Forschungsabteilung „Biophysikalische Bildgebung“. Er führt zudem noch seine Arbeitsgruppe in der MRC Human Immunology Unit und am Wolfson Imaging Centre des Weatherall Institute of Molecular Medicine der Universität Oxford.

Um auf kleinster, molekularer Ebene zu verstehen, wie Krankheiten entstehen, kombiniert Christian Eggeling räumlich superauflösende Fluoreszenzmikroskopie-Techniken mit Methoden, die es ermöglichen, die Bewegung markierter Moleküle in Echtzeit zu verfolgen. So können er und sein Forscherteam einzelne Moleküle — etwa in Zellmembranen — in lebenden Zellen räumlich und zeitlich untersuchen. „Das ermöglicht es uns, zelluläre Mechanismen auf molekularer Ebene zu enthüllen, die für bisherige Untersuchungsmethoden viel zu schnell sind und auf viel zu kleinen räumlichen Skalen ablaufen.“

Neue superauflösender Fluoreszenzmikroskopietechniken hat Christian Eggeling zuvor bereits am Göttinger Max-Planck-Institut für Biophysikalische Chemie in der Gruppe von Stefan W. Hell erforscht. Stefan Hell erhielt dafür zusammen mit Eric Betzig und William E. Moerner im Jahr 2014 den Nobelpreis für Chemie. In Jena möchte Eggeling nun in enger Zusammenarbeit mit Biologen und Medizinern herausfinden, wie man diese Methoden nutzen kann, um Krankheiten frühzeitiger und genauer zu erkennen und möglicherweise sogar zu verhindern.


Contact for scientific information:

Prof. Christian Eggeling
Friedrich-Schiller-Universität Jena // Institut für Angewandte Optik und Biophysik sowie Leibniz-Institut für Photonische Technologien // Leiter der Forschungsabteilung Biophysikalische Bildgebung

+49 3641 206-401 (Leibniz-IPHT); +49 3641 9-47670 (Universität)
christian.eggeling(a)leibniz-ipht.de; christian.eggeling@uni-jena.de


Original publication:

C. Favard, J. Chojnacki, P. Merida, N. Yandrapalli, J. Mak, C. Eggeling, D. Muriaux: HIV-1 Gag specifically restricts PI(4,5)P2 and cholesterol mobility in living cells creating a nanodomain platform for virus assembly. In: Science Advances 2019, 5. 

DOI: 10.1126/sciadv.aaw8651


More information:

https://www.leibniz-ipht.de/institut/presse/aktuelles/detail/christian-eggeling-...


Images

Christian Eggeling vom Leibniz-IPHT und der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Christian Eggeling vom Leibniz-IPHT und der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Jan-Peter Kasper/ Friedrich-Schiller-Universität Jena
None


Addendum from 10/17/2019

Die Studie des internationalen Forscherteams entstand unter Federführung von Dr. Cyril Favard und Dr. Delphine Muriaux vom Forschungsinstitut für Infektionskrankheiten in Montpellier in Zusammenarbeit mit Prof. Christian Eggeling vom Leibniz-Institut für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Universität Oxford.


Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students, Teachers and pupils, all interested persons
Biology, Medicine, Physics / astronomy
transregional, national
Research results
German


 

Help

Search / advanced search of the idw archives
Combination of search terms

You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

Brackets

You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

Phrases

Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

Selection criteria

You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).