Eine spezielle Mikroskopietechnik macht es möglich: Ein niederländisch-deutsches Forscherteam hat die mechanischen Eigenschaften verschiedener Herpesvirus-Kapside enthüllt – also von Kapseln, die das Erbgut von Viren umgeben und somit schützen. Die Wissenschaftler stellen die Ergebnisse ihrer neuen Studie in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) vor.
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Die aus infizierten Zellkernen isolierten Herpesvirus-Kapside haben einen Durchmesser von nur 125 Nanometer. Das entspricht in etwa einem zehntausendstel Millimeter. Die Struktur und die Oberflächenbeschaffenheit einzelner Partikel können daher nur mit Mikroskopen untersucht werden, deren Auflösungsvermögen höher ist als das von Lichtmikroskopen.
Atomic Force Microscopy im Einsatz
Bei der von Dr. Kerstin Radtke und Professorin Dr. Beate Sodeik vom Institut für Virologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH) sowie Forschern von der Vrije Universiteit Amsterdam verwendeten Rasterkraftmikroskopie, der so genannten „Atomic Force Microscopy“, wird die Oberfläche solcher winzigen Strukturen abgebildet, indem sie mit einem Sensor, ähnlich der Nadel eines Plattenspielers, systematisch abgetastet wird.
Aus diesen Daten können die Wissenschaftler ein detailliertes topographisches Relief kleinster, einzelner viraler Strukturen gewinnen. Darüber hinaus ist es möglich, mit dem Sensor auf die Teilchen zu drücken oder sie sogar einzudrücken – und so ihre Elastizität und ihre Stabilität zu messen. Diese Messungen sind unter physiologischen Bedingungen in Flüssigkeit möglich, so dass die Verhältnisse in lebenden Zellen simuliert werden können.
Erste Einblicke in die mechanischen Eigenschaften von Herpesviren
Mit diesem Mikroskop erlangten die Wissenschaftler erstmals Einblicke in die mechanischen Eigenschaften humaner Herpesviren. Durch Eindrücken einzelner Kapside und die Messung der dazu benötigten Kräfte bestimmten sie ihre Stabilität. Die Forscher entdeckten, dass die Kapside reifen und dabei nach und nach stabiler werden und, dass sie die zwölf Ecken der Kapsel vermutlich verstärkt sind.
Die Aufklärung dieser viralen Stabilisierungsmechanismen eröffnet nach Angaben der Wissenschaftler neue Möglichkeiten im Kampf gegen Herpesvirusinfektionen. Darüber hinaus könnten solche viralen Kapsidschalen als „Container“ verwendet werden, mit deren Hilfe sich Medikamente oder genetisches Material an ihren Bestimmungsort transportieren ließen.
(idw – Medizinische Hochschule Hannover, 15.06.2009 – DLO)
