SARS-CoV-2 hat einen Weg gefunden, die natürliche Verteidigung der Zelle zu überwinden – indem es einen Proteinkomplex der Zellverdauung blockiert. Diese Einblicke liefern jetzt Strukturbiologen.
Wenn Zellen Nahrung aufnehmen, wird diese in auch Vesikel zum Lysosom transportiert, mit dem sie verschmelzen und so ihre Fracht abgeben. Auf die gleiche Weise werden auch Viren, wie z.B. SARS-CoV-2, im Zellmagen abgebaut und damit neutralisiert. Die verdaute Nahrung nutzt die Zelle dann für den Bau neuer Bestandteile. Der HOPS-Komplex verknüpft das Vesikel mit dem Zellmagen und sorgt dafür, dass die Membranen beider Partner miteinander verschmelzen können.
„Am HOPS-Komplex und dem Prozess der Fusion von Vesikeln mit dem Zellmagen forschen wir bereits recht lange und wissen genau, welche Proteinkomplexe daran beteiligt sind. Wie diese molekulare Maschinerie jedoch am Zellmagen funktioniert, wussten wir bis jetzt nicht“, erklärt Prof. Christian Ungermann, der die Abteilung Biochemie an der Universität Osnabrück leitet.
„Es ist immer wieder faszinierend, dass wir mit diesem Mikroskop etwas so Kleines wie den HOPS-Komplex direkt betrachten können. Oft sind wir die ersten Menschen, die eine solche Nanomaschine mit den eigenen Augen sehen können“, erklärt Prof. Arne Möller, Leiter der Abteilung Strukturbiologie, in Osnabrück. Bevor man jedoch die dreidimensionale Struktur des Komplexes vor sich hat, müssen viele tausend Aufnahmen miteinander verrechnet werden. Dazu setzen die Biologen einen extra dafür angeschafften hochmodernen Großrechner ein.
„Für mich als Strukturbiologe ist die vorliegende 3D-Struktur in ihren filigranen Details spektakulär, und nicht nur, weil er aussieht wie ein Handballspieler. Anhand unserer Daten können wir jetzt endlich erklären, wie zwei Prozesse – die Erkennung von Vesikeln und deren Verschmelzung mit dem Zellmagen – gekoppelt werden“, so Möller. „Dass wir so schnell mit dem neuen Großgerät signifikante Forschungserfolge erzielen konnten, freut uns.“
Das Coronavirus habe einen Weg gefunden, den HOPS-Komplex teilweise auszuschalten und so die natürliche Verteidigung der Zelle zu überwinden: „Wir wissen bereits sehr gut, wie Viren in unsere Zellen eindringen. Doch wie es Zellen gelingt, diese Viren unschädlich zu machen, das ist noch nicht restlos aufgeklärt. Klar ist: Viren müssen zunächst in den Zellmagen gelangen, um zerstört zu werden“, so Ungermann. „Das Coronavirus stellt zusätzlich ein Protein her, das den HOPS-Komplex blockiert. Durch diesen Trick haben Coronaviren genügend Zeit, ihre genetische Information in die Zelle zu schleusen und sich weiter zu vermehren.“
„Wenn man etwas sehen kann, kann man auch verstehen, wie es funktioniert. Wir wissen jetzt viel mehr über den Mechanismus des HOPS-Komplexes als vorher, aber es bleibt auch noch viel zu tun“, so Möller.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung der Universität Osnabrück. Die Originalpublikation haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Touann Gatouillat Vergos, unsplash
