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So sieht das Coronavirus wirklich aus

SARS-CoV-2 ist kleiner und hat weniger "Stacheln" als zunächst gedacht

SARS-CoV-2
Das Coronavirus SARS-CoV-2 hat weniger Spike-Proteine auf seiner Oberfläche als zunächst angenommen. © Janet Iwasa, University of Utah/ Coronavirus Structural Task Force

Überraschend anders: Das Coronavirus SARS-CoV-2 ist kleiner und hat weniger „Stacheln“ als früher angenommen, wie die „Coronavirus Structural Task Force“ berichtet. Anders als sein Vorgänger SARS-CoV-1 trägt der aktuelle Pandemie-Erreger demnach nur rund 25 statt 100 Spike-Proteine auf seiner Hülle – es gibt daher größere Lücken in der namensgebenden „Corona“. Außerdem sind die Spike-Proteine sehr biegsam und im Schnitt um rund 40 Prozent geneigt, statt senkrecht abzustehen.

Kaum ein Erreger ist visuell so präsent wie das Coronavirus SARS-CoV-2: Gefühlt überall prangt die charakteristische, mit den nach außen breiter werdenden „Stacheln“ besetzte Kugel. Die Stacheln repräsentieren dabei die Spike-Proteine – die viralen Moleküle, mit denen das Virus an der Oberfläche unserer Zellen andockt. Sie gaben dieser Virengruppe auch ihren Namen: Unter dem Elektronenmikroskop erscheinen die Viren als runde Gebilde, umgeben von einer Korona aus strahlenförmigen Spike-Proteinen.

Die ersten Abbildungen von SARS-CoV-2 orientierten sich allerdings weniger am aktuellen Erreger, sondern stark an seinem Vorgänger SARS-CoV-1, der 2002/2003 die erste SARS-Pandemie auslöste. Dieses Virus trug rund 100 Spike-Proteine auf seiner Virenhülle und war etwa 100 Nanometer groß.

Weniger „Stacheln“ und geneigte Proteine

Inzwischen gibt es jedoch neue Erkenntnisse darüber, wie SARS-CoV-2 wirklich aussieht. Bereits im Sommer 2020 hatten Wissenschaftler mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie die Form und Struktur des Spike-Proteins abgebildet und dabei festgestellt, dass diese viralen „Stacheln“ viel beweglicher sind als gedacht. Dank dreier Gelenke im Stiel des viralen Proteins kann sich dessen Kopf in fast alle Richtungen neigen und drehen. Die Spike-Proteine stehen zudem nicht senkrecht, sondern sind im Schnitt um 40 Prozent geneigt.

Auch die Zahl der Spike-Proteine pro Virion ist geringer als anfangs angenommen: Statt rund 100 wie sein Vorgänger SARS-CoV-1 trägt der aktuelle Pandemie-Erreger im Schnitt nur 26 „Stacheln“ auf seiner Oberfläche – die Corona des Coronavirus weist daher größere Lücken auf. Die Spike-Proteine sind zudem so beweglich in der Virenhülle verankert, dass sie in ihr zu schwimmen scheinen, wie die „Corona Structural Task Force“ unter Leitung der Biophysikerin Andrea Thorn von der Universität Hamburg berichtet.

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Kleinere und verformbare Hülle

Neue Erkenntnisse gibt es inzwischen auch zur Form und Größe der Virenhülle von SARS-CoV-2. Demnach ist dieser innere, rundliche Teil des Erregers etwas kleiner als gedacht und hat einen Durchmesser von rund 88 Nanometern. Die Virenpartikel sind zudem keineswegs immer kugelförmig: Abhängig von den Umwelteinflüssen kann sich die dünne, bewegliche Doppelmembran der Virenhülle leicht verformen – dies könnte beim Andocken an unsere Zellen ein wichtiger Vorteil sein.

Das Team der Coronavirus Structural Task Force hat auf Basis der neuen Erkenntnisse ein aktualisiertes Modell des Coronavirus SARS-CoV-2 für den 3D-Drucker erstellt. Wer möchte, kann sich daher ein naturgetreues Coronavirus im Maßstab eine Million zu eins ausdrucken. Die Anleitung und Dateien für den 3D-Druck wurden frei verfügbar ins Internet gestellt.

Quelle: Universität Hamburg, Coronavirus Structural Task Force

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