Virus verkorkt sich selbst

Mit einem erstaunlichen Trick hält ein kleines Bakterienvirus sein Erbgut im Zaum, haben amerikanische Molekularbiologen entdeckt. Eine Art Knoten in der Virus-DNA scheint zu verhindern, dass das unter hohem Druck stehende Erbgut vorzeitig aus der Virushülle schießt.

Die DNA des Phagen vollführt in der Kragenregion gleich zwei abrupte Wendungen und schafft so eine Art Sicherungsbolzen. Grafik: Jinghua Tang, UCSD

“Diese extrem verdrehte Struktur ist anders als alles, was wir bislang bei Viren gesehen oder auch nur vermutet haben”, erklärt Timothy Baker von der University of California, San Diego. Eine derartige Flexibilität habe man der DNA eigentlich nicht zugetraut.

Baker und Kollegen studierten die Struktur des Virus phi29. Der kleine Bakteriophage befällt Bazillen und bringt sie dazu, weitere Phagen zu produzieren. Dazu heftet es sich an die Zellwand der Bakterien und injiziert ihnen seine DNA. Im Phagenkopf eng zusammengerollt, schießt diese im entscheidenden Moment durch den röhrenförmigen “Hals” des Virus.

Die Forscher durchleuchteten einzelne phi29-Partikel mit einem Elektronenmikroskop und setzten die Aufnahmen mit Computerhilfe zu einem dreidimensionalen Modell des Phagen zusammen. Wie sie im Fachblatt “Structure” berichten, ragt ein Teil der Phagen-DNA im “geladenen” Zustand bereits in den Hals hinein. Dort nutzt sie eine gut 6 Nanometer weite Erweiterung der engen Röhre, um seitlich abzuknicken, einen Kreis zu beschreiben und wieder in die ursprüngliche Richtung abzubiegen.

Beim Zusammenbau der Phagenpartikel in der Wirtszelle werde die DNA von Motorproteinen unter Energieaufwand in den Phagenkopf gepresst, erklärt Bakers Kollege Jinghua Tang. “Sie steht unter immensem Druck, rund 20 Mal mehr als in einer Sektflasche. ” Neben dem Knoten in der DNA selbst sorge wahrscheinlich eine Reihe von Vorsprüngen in der Phagenhülle dafür, dass der Phage sein Erbgut nicht vorzeitig verschieße, so der Forscher. “Alle Komponenten arbeiten zusammen und schaffen so eine Infektionsmaschine.”

Forschung: Jinghua Tang und Timothy S. Baker, Department of Chemistry and Biochemistry, University of California – San Diego, La Jolla; Dwight L. Anderson, Department of Diagnostic and Biological Sciences und Institute for Molecular Virology, University of Minnesota, Minneapolis; und andere

Veröffentlichung Structure, Vol. 16, pp 935-43, DOI 10.1016/j.str.2008.02.024

WWW:
Cryoelectron Microscopy Group, UCSD
Aufbau und Struktur der Erbstubstanz
Bacteriophage Life Cycles
Oh Goodness, My E. coli Has a Virus!

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