HI-Virus im Blickfeld der Forscher
Obwohl das HI-Virus Gegenstand intensiver Forschungsarbeit ist, war bislang noch nicht klar, wie es überhaupt aussieht. Doch jetzt sind Professor Stephen Fuller vom Wellcome Trust Centre for Human Genetics in Oxford, VK, und seinen Teamkollegen aus Heidelberg und München erstaunliche Bilder des Virus gelungen. Da das Virus viel zu klein ist, um es mit optischen Instrumenten erkennen zu können, hat man es entweder mit einem Elektronenmikroskop oder mit Röntgenstrahlen "sichtbar gemacht". Diese Bilder sind meist verschwommen und unscharf. Nun erzeugt eine neue Technik, die Cryo-Elektronenmikroskopie (Cryo-EM), wesentlich bessere Darstellungen. Da die Größe des Virus in den verschiedenen Phasen des Lebenszyklus zwischen 100 und 350 nm schwankt, war es sehr schwierig, sich ein genaues Bild zu verschaffen. Das Team unter der Leitung von Professor Fuller hat die Cryo-EM-Technik auf inaktive Formen des Virus angewandt und Bilder mit einer Auflösung von 2 nm erzeugt - zwei Tausendstel eines Millionstels eines Meters. Das Team hat das Virus durch die infektiösen Phasen verfolgt, als alle Viren gleich groß waren. Die Virenkandidaten wurden in einer Eisschicht fixiert und dann mehrmals und aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen. Computer haben dann aus Hunderten dieser Aufnahmen ein dreidimensionales Bild des Virus erstellt. Das Ergebnis sind so genannte Tomogramme, anhand derer das Team das Virus in 3D untersuchen und Schichtbilder des Virus erzeugen kann. "Wir haben jetzt dreidimensionale Strukturen von etwa 70 HI-Viruspartikeln erstellt", erklärte Professor Fuller. "Das Ergebnis, die ersten Tomogramme von authentischem HIV, zeigt uns, wie sich eine variable Struktur immer neu zusammenfügt und so eine infektiöse Substanz hervorbringt." Die erstaunlichen Bilder zeigen einen Zentralkörper, der die genetische RNS und Proteine umhüllt. Dieser Körper ist nicht symmetrisch, was für Viren sehr ungewöhnlich ist. Die Bedeutung dieser Asymmetrie muss noch geklärt werden. Der Infektionsprozess zeigt, dass die Viren in der infizierten Zelle hergestellt werden, wo sie speichenartige so genannte Gag-Proteine erzeugen. Diese Proteine stehlen winzigen Teile der Zellmembran, die dann als Schutzhülle für das neue Virus dienen. Sobald die Schutzhülle fertig ist, bilden die Gag-Proteine den inneren Körper, worin sich das genetische Material befindet. Jetzt kann das Virus die Zelle verlassen und eine neue Zelle infizieren. Wenn das Virus mit einer neuen Wirtszelle in Kontakt kommt, öffnet sich der Zentralkörper, der das genetische Material freisetzt, das dann die Zelle infiziert. In dem HI-Virus werden normalerweise genau die Zellen angegriffen, die man üblicherweise nutzt, um die Krankheit zu bekämpfen: die weißen Blutkörperchen. Die Forscher haben herausgefunden, dass die weißen Blutkörperchen eine chemische Substanz enthalten, das so genannte NF Kappa B, das das HI-Virus zur Vermehrung benötigt. Damit wird die wichtigste Abwehrkraft des Körpers zum idealen Ziel für das HI-Virus.
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Deutschland, Vereinigtes Königreich