Grippe: Wie sich der Virus vermehrt

Forscher haben zum ersten Mal beobachtet, wie die Vermehrungs-Maschinerie des Grippevirus funktioniert - zumindest in Ansätzen. Und dabei ein faszinierendes Bild geschossen.

Mit modernsten Elektronenmikroskop-Techniken beobachteten spanische und US-amerikanische Wissenschaftler, wie das zu mehreren Komplexen zusammengefasste Erbgut des Virus sich in einer Zelle vervielfältigt und welche Moleküle daran beteiligt sind. Jetzt könne man vieles von dem, was man über das Influenza-Virus weiß, konkreten Teilen seiner Struktur zuordnen.

Die Aufklärung dieser Prozesse und Strukturen liefere unter anderem wichtige Informationen darüber, wie sich das Virus an neue Wirte anpasse. Es helfe außerdem dabei, neue Ansatzstellen für die Bekämpfung der Grippe zu finden, berichten die Forscher in zwei Artikeln im Fachmagazin "Science"

Acht winzige Maschinen

Das Erbgut des Influenza-Virus ist zu acht winzigen, molekularen Maschinen zusammengefasst, den sogenannten Ribonucleoproteinen (RNP). Wie die Untersuchungen nun zeigen, liegt in jedem dieser zu einer Doppelspirale verdrehten Komplexe ein Erbgutstrang aus Ribonukleinsäure (RNA), der von schützenden Eiweißen umgeben ist.

An den freien Enden dieses Komplexes sind die entscheidenden Helfer für das Vervielfältigen der genetischen Information angedockt: Enzyme, die die virale RNA kopieren und die Bauanleitungen für neue Virenproteine an die Proteinfabriken der Wirtszelle übergeben.

Weil diese Enzyme eng mit der Wirtszelle zusammenarbeiten müssen, sind sie auch mitverantwortlich dafür, welche Tierarten ein Grippevirus befallen kann. Mutieren die Enzyme, kann dies dazu führen, dass sich beispielsweise ein Schweine- oder Vogelgrippevirus nun auch in menschlichen Zellen vermehren kann. Genau zu wissen, wo diese Enzyme in den Ribonucleoproteinen des Virus sitzen und wie sie aufgebaut sind, sei daher wichtig.

"Ein wichtiger Fortschritt"

"Bisher konnten wir diese Virusstrukturen wegen fehlender technischer Möglichkeiten nicht aufklären, die neuen Beobachtungen sind daher ein wichtiger Fortschritt", sagt Ian A. Wilson vom Scripps Research Institute in La Jolla (Kalifornien), Leiter einer der beiden jetzt veröffentlichten Studien. Ihm und seinem Team gelang es erstmals, die Erbgutkomplexe des Virus direkt beim Kopiervorgang abzubilden.

In diesem elektronenmikroskopischen Schnappschuss sei deutlich zu sehen, wie mehrere neue Teilketten aus den Komplexen herauswuchsen. "Sie verzweigten sich - das war aufregend mit anzuschauen", berichtet Erstautor Arne Moeller, ebenfalls vom Scripps Research Institute.

Um die Ribonucleoproteine mittels Elektronenmikroskop abbilden zu können, mussten die Wissenschaftler zunächst in Kultur gehaltene Wirtszellen mit dem Influenza-A-Virus infizieren und darauf hoffen, dass ausreichend RNP mitsamt der anhängenden Enzyme unter diesen künstlichen Bedingungen entstehen.

Zehntausende Aufnahmen

Nach verschiedenen Versuchen gelang es den Forschern, ein geeignetes Zellsystem zu entwickeln. Aus diesem isolierten sie die RNP-Komplexe und bereiteten diese für die Elektronenmikroskopie auf. Aus Zehntausenden solcher Aufnahmen rekonstruierten die Wissenschaftler anschließend ein hochauflösendes dreidimensionales Modell der Ribonucleoproteine.