Der Transport aus und in den Kern einer Zelle geschieht hauptsächlich über sogenannte „Nuklear Pore Komplexe“, die eine freie Diffusion von kleineren Molekülen zulassen und den Transport von größeren Komplexen aktiv vermitteln. Große Makromolekül-Komplexe, wie zum Beispiel Ribonucleoprotein-Partikel mit mehr als 39 nm im Durchmesser passen jedoch nicht durch diese Poren hindurch.
Für sie wird ein vesikulärer Zellkern-Zytoplasma-Transportweg angenommen, der bisher noch weitestgehend unerforscht ist. Besser verstandenen ist bereits die Reifung und der Austritt von Herpesviren aus dem Zellkern in das Zytoplasma; ein Prozess der Analogien zu dem Transport der Ribonucleoprotein-Komplexe aufweist.
Das nutzten die Forscherinnen und Forscher aus, um die strukturellen Grundlagen für den vesikulären Zellkern-Zytoplasma-Transport in nicht-infizierten Zellen zu charakterisieren.
Grundlagen besser verstehen
Dazu verwendeten sie einen multimodalen bildgebenden Ansatz. Die Ergebnisse charakterisieren die Grundprinzipien der Vesikelbildung anhand der Herpesvirenreifung an der inneren Kernmembran: Die Induktion der Membrankrümmung und die zugrundeliegende Architektur des Vesikel-„Coats“.
Zwei der Forscher haben enge Verbindungen nach Hamburg zum Heinrich-Pette-Institut, Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie (HPI): Dr. Jens Bosse ist seit Oktober am HPI als wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig und plant den Aufbau einer eigenen Juniorgruppe. Strukturbiologe Prof. Kay Grünewald ist neuer Abteilungsleiter am Zentrum für strukturelle Systembiologie (CSSB), gemeinsam berufen vom HPI und der Universität Hamburg.
„Wir beschreiben hier zum ersten Mal einen strukturellen Mechanismus, der es großen Molekülkomplexen erlaubt, den Zellkern durch Vesikelbildung zu verlassen. Dies lässt uns die Grundlagen eines analogen zellulären Mechanismus besser verstehen, aber eröffnet potentiell auch neue Wege zur Entwicklung von Herpesvirustherapeutika. Diese Ergebnisse sind nur durch eine einzigartige Kombination von bildgebenden Verfahren möglich geworden und ich freue mich sehr, dass vieles davon bald auch in Hamburg möglich sein wird“, erklärt Dr. Jens Bosse.
Quelle: Heinrich-Pette-Institut – Leibniz-Institut für Experimentelle Virologie
Weitere Informationen
Publikation: C. Hagen et al.; Structural Basis of Vesicle Formation at the Inner Nuclear Membrane; Cell, 2015; DOI: 10.1016/j.cell.2015.11.029
