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Premiere: Forscher filmen Geburt eines HI-Virus

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Nie zuvor haben Menschen die Entstehung von Viren beobachtet. US-Forschern ist es jetzt erstmals gelungen, eine solche Geburt live zu filmen - an einem besonderen Erreger: HIV.

25 Millionen Menschen hat es schon getötet. Seit den achtziger Jahren verbreitet sich das HI-Virus über den Erdball, es legt das Immunsystem seiner Opfer lahm, Aids ist die Folge - eine tödliche Krankheit, die man zwar mit immer ausgeklügelteren Medikamenten-Cocktails hemmen, aber nicht heilen kann. Über HIV weiß die Wissenschaft inzwischen eine Menge, auch sichtbar gemacht wurde es schon. Doch noch nie wurde ein Virus live bei seiner Geburt in einer Zelle beobachtet.

Bis jetzt.

Dem Biophysiker Sanford Simon von der Rockefeller University und dem HIV-Experten Paul Bieniasz vom Aaron Diamond Research Center in New York ist es erstmals gelungen, die Entstehung von HI-Viren zu filmen. Die Forscher konnten die Viren mit Hilfe einer neuen Mikroskopiertechnik, die Simon seit 1992 entwickelt hat, bei ihrer Entstehung aufnehmen. Live. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher im Fachmagazin "Nature".

Um die Virenbildung sichtbar zu machen, koppelten die Forscher einen der Bausteine der Virushülle, das sogenannte Gag-Protein, mit einem Fluoreszenz-Farbstoff. Gag ist ein entscheidendes Element für den Zusammenbau neuer HI-Viruspartikel. Versammeln sich genügend dieser Proteine auf einem Haufen, bauen sie sich selbstständig zu einer Viren-Hülle zusammen.

Simon und Bieniasz betraten mit ihren Forschungen Neuland. HI-Viren hatte man zwar schon zuvor mikroskopiert - die Bilder stammten aber allesamt aus totem Gewebe, sagt Simon SPIEGEL ONLINE. Das Filmen der Virengeburt in einer lebenden Zelle war etwas, bei dem keinerlei Erfahrungswerte vorlagen.

Das fing schon mit der Frage der Zeitspanne an - wie lange dauert es denn eigentlich, bis ein HI-Virus gebaut ist? "Wir hatten überhaupt keine Ahnung, ob das Stunden oder Millisekunden sein würden", sagt Simon. Die zeitliche als auch die räumliche Dimension der HI-Viren-Produktion war bisher völlig unerforscht. Nach langem Probieren konnten Simon und Bieniasz diese Frage nun beantworten: "Ein HI-Virus wird in fünf bis sechs Minuten zusammengebaut."

Wo werden die Viren zusammengebaut?

Die Forscher wussten auch nicht, wohin sie genau schauen mussten: Werden die Viren im Inneren der Zelle zusammengesetzt und dann in Gruppen an die Zellmembran geschleust - wo sie letztlich ausbrechen, um weitere Zellen zu befallen? Oder bilden sie sich erst an der Zelloberfläche, eines nach dem anderen?

Simon und Bieniasz fanden heraus, dass letztere Theorie richtig ist. Sie sahen an der Innenseite der Zelloberflächen nacheinander Punkte aufleuchten - neu gebaute Viruspartikel mit dem fluoreszierenden Gag-Protein.

Die Erkenntnis, dass die Viren erst an der Zelloberfläche zusammengebaut werden, sei wichtig für neue Strategien zur Bekämpfung des Virus, sagt Simon. "Es spielt eine große Rolle, ob man Enzyme, die den Zusammenbau der Viruspartikel hemmen, in die Zelle hineinschleusen muss oder ob es reicht, wenn sie an der Zelloberfläche wirken."

Mit der neuen Mikroskopiertechnik will Simon nun herausfinden, wann genau hemmende Enzyme bei der Geburt der HI-Viren eingreifen. Die Technik bietet aber noch mehr Möglichkeiten: Die Stars seiner zukünftigen Filme werden nicht nur HI-Viren oder andere Viren sein, sondern auch Nervenzellen, die Neurotransmitter in den synaptischen Spalt ausschütten. Oder Bauchspeicheldrüsenzellen, die Insulin in die Blutbahn abgeben. Ziel der Forscher: herausfinden, was bei Diabetes in diesen Zellen genau schiefläuft. "Das alles können wir nun filmen", freut sich Simon.

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