Wie sich Viren bewegen

  • Fluoreszierende Markierungen helfen die Bewegungen von Viren auf Membranen zu verfolgen. Quelle: ETH Zürich, Philipp KukuraFluoreszierende Markierungen helfen die Bewegungen von Viren auf Membranen zu verfolgen. Quelle: ETH Zürich, Philipp Kukura

Mit einem Elektronenmikroskop konnten Forscher zwar bislang genau herausfinden wo sich Viren befinden, jedoch keine Bewegungen aufzeichnen. Mit dem optischen Mikroskop hingegen konnten sie ermitteln, in welche Richtung sich ein Virus bewegt, jedoch nicht zeigen, wie genau Viren auf einer Membran agieren. Offen blieben zwei Fragen: Rutscht ein Virus auf der Zellmembran, weil es sich an diesen Rezeptoren festhält oder rollt es wie ein Fußball auf dem Rasen, in dem es sich ständig an neue Rezeptoren anhängt? Wissenschaftler um Vahid Sandoghdar, Professor am Labor für Physikalische Chemie der ETH Zürich haben eine Methode entwickelt, mit der sie erstmals beobachten konnten, wie Viren mit den Rezeptoren einer Wirtszelle interagieren - auf einen Nanometer genau und in Echtzeit. In einer interdisziplinären Zusammenarbeit mit Ari Helenius, Professor am Institut für Biochemie und seinen Mitarbeitenden zeigen sie zum ersten Mal, dass Viren auf Membranen teilweise rollen und teilweise rutschen. Die Wissenschaftler wählten für ihre Untersuchungen das 45 nm kleine "Simian Virus 40" aus der Familie der Polyoma-Viren. Um die Forschung zu vereinfachen, stellten sie künstliche Membranen her und statteten diese mit gleichartigen Zellrezeptoren aus. Anschließend hängten sie eine einzige fluoreszierende Markierung an das Virus. Sie bestimmten dann den Schwerpunkt des Virus mit einer empfindlichen Streulichtmethode und jenen der Markierung mit Hilfe der Fluoreszenz. Mit diesen beiden Schwerpunkten konnten sie in Echtzeit verfolgen, wie sich das Virus bewegt und ausrichtet. Die Forscher beobachteten, dass das "Simian Virus 40" nicht nur auf der Membran rutschte und rollte, sondern auch manchmal festklebte und hin und her schwankte. "Da das Virus erst in die Zelle eindringt, wenn es am Rezeptor fixiert ist, schließen die Forscher aus den Resultaten, dass die Fixierung des Virus von den Rezeptoren beeinflusst wird. Die Studie liefert aber nicht nur neue Erkenntnisse über das untersuchte Virus und die Wechselwirkung mit seinen Rezeptoren. Sandoghdar verspricht sich von der neuen Methode auch große Fortschritte im Bereich von optischen Sensoren, mit denen Viren, aber auch andere kleinste Teilchen bestimmt werden können.

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