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Neues aus der Forschung

Einblicke in die Vesikelbildung an der inneren Kernmembran

Hamburg, Oxford. Forscher aus Großbritannien, den USA und Deutschland haben mittels eines multimodalen bildgebenden Ansatzes die Vesikelbildung bei der Herpesvirenreifung an der inneren Kernmembran untersucht. Die Ergebnisse sind nun im renommierten Journal „Cell“ erschienen.

Der Transport aus und in den Kern einer Zelle geschieht hauptsächlich über sogenannte „Nuklear Pore Komplexe“, die eine freie Diffusion von kleineren Molekülen zulassen und den Transport von größeren Komplexen aktiv vermitteln. Große Makromolekül-Komplexe, wie zum Beispiel Ribonucleoprotein-Partikel mit mehr als 39 nm im Durchmesser passen jedoch nicht durch diese Poren hindurch. Für sie wird ein vesikulärer Zellkern-Zytoplasma-Transportweg angenommen, der bisher noch weitestgehend unerforscht ist.  

Besser verstandenen ist bereits die Reifung und der Austritt von Herpesviren aus dem Zellkern in das Zytoplasma; ein Prozess der Analogien zu dem Transport der Ribonucleoprotein-Komplexe aufweist. Das nutzten die Forscherinnen und Forscher aus, um die strukturellen Grundlagen für den vesikulären Zellkern-Zytoplasma-Transport in nicht-infizierten Zellen zu charakterisieren.

Dazu verwendeten sie einen multimodalen bildgebenden Ansatz. Die Ergebnisse charakterisieren die Grundprinzipien der Vesikelbildung anhand der Herpesvirenreifung an der inneren Kernmembran: Die Induktion der Membrankrümmung und die zugrundeliegende Architektur des Vesikel-„Coats“.

Zwei der Forscher haben enge Verbindungen nach Hamburg zum Heinrich-Pette-Institut, Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie (HPI): Dr. Jens Bosse ist seit Oktober am HPI als wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig und plant den Aufbau einer eigenen Juniorgruppe. Strukturbiologe Prof. Kay Grünewald ist neuer Abteilungsleiter am Zentrum für strukturelle Systembiologie (CSSB), gemeinsam berufen vom HPI und der Universität Hamburg.

„Wir beschreiben hier zum ersten Mal einen strukturellen Mechanismus, der es großen Molekülkomplexen erlaubt, den Zellkern durch Vesikelbildung zu verlassen. Dies lässt uns die Grundlagen eines analogen zellulären Mechanismus besser verstehen, aber eröffnet potentiell auch neue Wege zur Entwicklung von Herpesvirustherapeutika. Diese Ergebnisse sind nur durch eine einzigartige Kombination von bildgebenden Verfahren möglich geworden und ich freue mich sehr, dass vieles davon bald auch in Hamburg möglich sein wird“, erklärt Dr. Jens Bosse.

Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht:

C. Hagen, K. C. Dent, T. Zeev-Ben-Mordehai, M. Grange, J. B. Bosse, C. Whittle, B. G. Klupp, C. A. Siebert, D. Vasishtan, F. J. B. Bäuerlein, J. Cheleski, S. Werner, P. Guttmann, S. Rehbein, K. Henzler, J. Demmerle, B. Adler, U. Koszinowski, L. Schermelleh, G. Schneider, L. W. Enquist, J. M. Plitzko, T. C. Mettenleiter, K. Grünewald (2015). Structural Basis of Vesicle Formation at the Inner Nuclear Membrane. Cell 163, 1-10, December 17, 2015.

Rückfragen:

Dr. Jens B. Bosse: jens.bosse(at)hpi.uni-hamburg.de  

Heinrich-Pette-Institut, Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie,

Hamburg

Prof. Kay Grünewald: kay(at)strubi.ox.ac.uk

University of Oxford,

Heinrich-Pette-Institut, Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie,

Hamburg/CSSB

Zentrum für strukturelle Systembiologie (CSSB)

Das HPI engagiert sich seit 2008 gemeinsam mit der Universität Hamburg (UHH) am Aufbau des Zentrums für strukturelle Systembiologie (Centre for Structural Systems Biology, CSSB) am Wissenschaftscampus in Hamburg-Bahrenfeld.

Ab dem Jahr 2016 werden an dem interdisziplinären Forschungszentrum Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus zehn verschiedenen universitären und außeruniversitären Institu­tionen zusammenarbeiten, um komplexe Prozesse und Wechselwirkungen zwischen Krankheitserregern und ihren Wirten zu untersuchen und Angriffspunkte für neue Wirkstoffe, Anti-Infektiva und Impfstoffe zu finden. Das CSSB-Forschungsgebäude wird in unmittelbarer Nähe zur PETRA III-Messhalle auf dem Campus Bahrenfeld er­richtet und dadurch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am CSSB den Zugriff auf europaweit einmalige Licht- und Röntgenstrahlungsquellen (FLASH, European-XFEL) ermöglichen, die einzigartige Bedingungen für die Struktur- und Systembiologie bieten.

Bild: HPI, Fotograf: Udo Thomas/GARP