In enger Zusammenarbeit ist es Forschergruppen am Zentrum für Infektiologie des Universitätsklinikums Heidelberg, des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie in Heidelberg (EMBL) und dem Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt gelungen, einen wesentlichen Aspekt der Biologie des HI Virus aufzuklären.

Die Wissenschaftler aus den SFB1129 Projekten TP 20 (M. Lusic und M. Beck), TP 5 (H.-G. Kräusslich) sowie TP 6 (B. Müller) sind der Frage nachgegangen, wie das Erbgut des Erregers in den Zellkern gelangt. Hierfür haben sie HIV infizierte T-Zellen mittels Elektronentomografie untersucht, mit der sich die dreidimensionale Struktur von Virus- und Zellbestandteilen mit hoher Auflösung darstellen lässt. So gelang es, ‚Schnappschüsse‘ des Kernimports von HIV aufzunehmen. Das überraschende Ergebnis dieser Untersuchungen ist, dass das virale Erbgut beim Durchtritt durch die Kernpore noch im schützenden Proteinkapsid verpackt ist. Bisher hatte man angenommen, dass der Durchmesser der Poren dafür zu gering ist. Die vorgestellten Daten zeigen jedoch, dass die Poren im Zellkern deutlich grösser sind, als man bisher angenommen hatte. Damit liefert diese Arbeit nicht nur neue Informationen zum HIV Infektionszyklus und der zentralen Rolle des Viruskapsids, sondern trägt auch zum besseren Verständnis einer grundlegenden Zellfunktion bei.

↗ Link zur Pressemitteilung des UKHD vom 10.02.2021

Die Protein-Kapsel des HI-Virus (pink) passiert als Ganzes eine Pore (grau) in den Zellkern (gelb), wo sie zerfällt
und das Viren-Erbgut freisetzt. (Bild Cell).

In close collaboration, research groups from the Center for Intergrative Infectious Diseases Research at the University Hospital Heidelberg have elucidated an important aspect of HIV biology.

The scientists from the SFB1129 projects TP 20 (M. Lusic und M. Beck), TP 5 (H.-G. Kräusslich) and TP 6 (B. Müller) studied the import of the HIV-1 genome into the nucleus. For this, they analyzed HIV-1 infected T cells by electron tomography, which renders high resolution 3D images of viral and cellular architecture. This enabled them to record ‚snapshots‘ of the nuclear entry event. Surprisingly, they found that the viral genome is still contained in the protective protein capsid during passage through the nuclear pore. This had been assumed to be impossible, due to the small diameter of the nuclear pore opening. The current work revealed, however, that nuclear pores analyzed in the context of a cell are significantly wider than previously thought. Thus, the current study does not only provide information about HIV-1 replication and the key role of the viral capsid, but also contributes to a better understanding of a basic cellular function.

Publication in Cell:
Zila V, Margiotta E, Turoňová B, Müller TG, Zimmerli CE, Mattei S, Allegretti M, Börner K, Rada J, Müller B, Lusic M, Kräusslich HG, Beck M (2021).
Cone-shaped HIV-1 capsids are transported through intact nuclear pores. Cell, Volume 184, Issue 4, P1032-1046.E18, February 18, 2021. doi: 10.1016/j.cell.2021.01.025