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Ein Protein hilft Adenoviren, ihre DNA in Zellkern zu schleusen

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Die Erkenntnisse von Zürcher Forschenden eröffnen nicht nur die Entwicklung neuer antiviraler Strategien, sondern auch die Verbesserung von Methoden, um Gene in kranke, genetisch defekte Zellen einzuführen.

Forschende der Universität Zürich haben entschlüsselt, wie Adenoviren die Zelle kapern und ihr Erbmaterial in den Zellkern schleusen können. Eine Schlüsselrolle spielt demnach ein «Stütz-Protein». Diesen Mechanismus machen sich einige Corona-Impfstoffe zunutze.

Bei den Corona-Impfstoffen von AstraZeneca, Johnson & Johnson oder auch bei dem russischen Impfstoff Sputnik V handelt es sich um Vektorimpfstoffe auf Basis von Adenoviren, also typischen Erkältungsviren. Um eine Immunreaktion auszulösen, wird der Bauplan des Spike-Proteins des Coronavirus in DNA übersetzt und in das Erbgut der Adenoviren eingefügt.

Der Clou: Das Gen-Taxi dringt in die Zellen ein und bringt diese dazu, das Spike-Protein herzustellen. So kann das Immunsystem lernen, sich gegen ein «scharfes» Coronavirus zu wappnen.

Doch wie schaffen es Adenoviren, die Hülle des Zellkerns zu durchdringen, ohne dass das körpereigene Abwehrsystem zuvor Alarm schlägt? Die Antwort liefert nun eine im Fachmagazin «Science Advances» erschienene Studie unter der Leitung von Urs Greber, Professor am Institut für Molekulare Biologie der Universität Zürich.

Protein stabilisiert DNA-Hülle-Komplex

Vereinfacht gesagt, besitzt das Virus eine schützende Hülle, die es ummantelt, bis es an die Eintrittspforte des Zellkerns gelangt. Dort streift es die Schutzhülle ab und die DNA wird in den Zellkern befördert. Im Falle der Corona-Impfstoffe springt dann die Zellmaschinerie an, um das für die Immunreaktion benötigte Spike-Protein herzustellen.

«Eine Schlüsselfunktion hat das virale Protein V», liess sich Greber in einer Mitteilung der Universität Zürich zitieren. Denn dieses Protein verbindet die Viren-DNA mit der Schutzhülle und stabilisiert so diesen Komplex. Vor dem Eintritt in den Zellkern aktiviert das Protein V ein bestimmtes Enzym, das die Zerstörung der Schutzhülle einleitet – und so kann sich die «nackte» DNA durch die Poren der Zellkernhülle zwängen.

In Versuchen mit menschlichen Zellen zeigten die Forschenden, dass dieser ausgeklügelte Prozess zum Erliegen kommt, wenn sie entweder das Enzym inaktivierten oder das Protein V genetisch veränderten.

«Unsere Ergebnisse eröffnen nicht nur die Entwicklung neuer antiviraler Strategien, sondern auch die Verbesserung von Methoden, um Gene in kranke, genetisch defekte Zellen einzuführen», schloss Greber.

https://doi.org/10.1126/sciadv.abl7150

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