Read this blog in:

• 
• 
• 

Verfolgung der Bindung der Adenoviren in Tübingen

Hallo! Mein Name ist Aleksandra Stasiak und ich bin eine Doktorandin in der Arbeitsgruppe des Professors Thilo Stehle an der Universität Tübingen. Ich interessiere mich für Viren, Arten wie sie mit unserem Körper interagieren, und wie man diese Interaktionen stören kann.

 Was? Und warum?

Adenoviren verursachen viele Krankheiten, z.B. Bindehautentzündung, Magen-Darm- und Atemwegsinfektionen. Sie haben aber auch ein anderes Gesicht – sie sind potentielle Genübertragungsvektoren, die in Gentherapie, Krebstherapie und Impfungen verwendet wurden. Sie sind in hunderten von klinischen Studien verwendet worden, aber wir können noch mehr über sie herausfinden und sie verbessern. Deshalb ist es wichtig zu verstehen, wie sie mit menschlichen Zellen interagieren. Diese Einsicht könnten wir verwenden um die Vektoren auf bestimmte Zellarten, wie Krebszellen in Krebstherapie, oder Immunsystemzellen für Impfstoffen, zu lenken.

Adenoviren beginnen mit einer Zelle zu interagieren durch die Bindung der Proteine, die sich an der Zellenoberfläche befinden. Diese Oberflächenproteine nennen wir Rezeptoren. Auf der viralen Seite ist das Adenovirus ein geordnetes Päckchen der Proteine. Innerhalb dieses Päckchens oder Kapsids befinden sich DNS und Proteine, die für die Infektion erforderlich sind. Es sind die Kapsidproteine, die die Interaktion mit der Zelle beginnen.

Adenoviruskapsid

Viruskapside bestehen aus nur wenigen Proteine, die sich viele Male wiederholen. Obwohl das Kapsid auf den ersten Blick eine Kugel zu sein scheint, ist es keine. Eigentlich ist es ein Ikosaeder: er hat zwanzig Flächen und zwölf Ecken. Das häufigste Protein im Kapsid ist das Hexon, das sich 720 Male wiederholt. An jeder Ecke gibt es Proteine, die mit Virusrezeptoren interagieren. Diese Proteine sind der „Fiber knob“ (Faserknopf), der von der Virusoberfläche heraussticht, und das Penton, das sich am unteren Ende des Faserknopfs befindet. Diese beiden Proteine interagieren mit den Rezeptoren. Zuerst befestigt sich der „Fiber knob“ an einer der mehreren möglichen Befestigungsrezeptoren. Dann befestigt sich das Penton an den Eingangsrezeptor – die Integrine, und der Virus kann in die Zelle reingehen.

Die Interaktion zwischen Penton und Integrin ist Schwerpunkt meiner Doktorarbeit. Das steht im Einklang mit dem Thema von Pathogenbindung in ViBrANT ITN. Integrine sind eine große Familie der Oberflächenproteine, die für die Weiterleitung der Nachrichten (Signalisierung) zwischen der Zelle und ihrer Umgebung verantwortlich sind. Sie können Wachstum, Immunität und Entwicklung beeinflussen. Viren haben viele solcher Moleküle um Zellen zu infizieren. Deshalb wollen wir sehen, wie Atome des Integrins und des Pentons dreidimensional geordnet sind und welche Bindungen sie bilden. Das wird uns helfen, Viren zu entwerfen, die z.B. nur bestimmte Zellen infizieren könnten. Zusätzlich wäre eine andere mögliche Verwendung, Arzneimittel zu entwerfen, die die Bindung verhindern.

Wie?

Um die Anordnung der Atome in einem Protein oder einem Proteinkomplex festzulegen, nutzen wir Techniken aus einem Zweig der Wissenschaft, die man Strukturbiologie nennt. Andreas hat das schon in seinem Blogeintrag erwähnt. Unsere Forschungsgruppe arbeitet meistens mit Röntgenkristallographie. In dieser Technik wird Röntgenstrahlung an Proteinkristalle gelenkt. Zunächst nutzen wir die beobachteten Muster um die Anordnung der Atome im Kristall festzulegen. Das ist wahrscheinlich würdig, in einem eigenen Blogeintrag beschrieben zu werden. Zur Zeit reicht es zu sagen, dass es knifflig ist, Proteine zu zwingen Kristalle zu bilden und große Mengen der Proteine erforderlich sind.

Wer?

Ich bin in Warschau, Polen, geboren und ging dort zur Schule. Nach dem Abitur habe ich in Schottland und Finnland studiert, und habe im Juni letzten Jahres meinen Master in Biochemie abgeschlossen. Während meines Studiums habe ich an wissenschaftlicher Forschung teilgenommen und deshalb habe ich beschlossen, weiter zu versuchen zu verstehen, wie unsere Körper funktionieren und wie Viren mit ihnen interagieren und es schaffen, sie zu manipulieren. Zusätzlich mag ich es sehr neue Orte kennenzulernen, und freue mich sehr nach Deutschland umgezogen zu sein, das vierte Land in zwei Jahren für mich!

 

Katja Mindler und Ina Meuskens haben bei der Übersetzung geholfen.