Ein mikroskopischer Trick wird vom Grippevirus angewendet: eine unauffällige Strategie, die es ihm ermöglicht, die Zellen, die er infiziert, zu täuschen.
Um seine eigenen Moleküle herzustellen, ohne entdeckt zu werden, stiehlt der Virus ein Schutzelement, das zu den RNAs der Zelle gehört. Arbeiten, die in der Zeitschrift
Nature beschrieben werden, erläutern endlich diesen molekularen Raubzug.
Grippeviren besitzen ein Genom aus RNA, einem Molekül, das der DNA ähnelt und unter anderem als Bauplan für die Produktion von Proteinen dient. Wenn ein Virus in eine Zelle eindringt, kann es sich nicht allein vermehren. Es kapert daher die Werkzeuge der Zelle, um seine eigenen Kopien herzustellen.
Doch für das Virus stellt sich ein Problem. Zellen können verdächtige RNAs erkennen und lösen dann eine antivirale Reaktion aus. Um diesen Alarm zu vermeiden, nutzen Grippeviren eine List: sie beschaffen sich ein kleines schützendes "Etikett", das auf einigen zellulären RNAs vorhanden ist.
Dieses Etikett, genannt "Kappe", befindet sich am Anfang der Boten-RNAs, die von der Zelle produziert werden. Es wirkt ein wenig wie ein Identifikationsausweis. Dank ihr ist die RNA stabil, kann zur Herstellung von Proteinen genutzt werden und wird als zur Zelle gehörend erkannt.
Ohne diese Kappe wird eine RNA schnell als fremd angesehen. Die Zelle kann dann Abwehrmechanismen aktivieren, um die Infektion zu blockieren. Viele Viren besitzen ihre eigenen Werkzeuge, um diese Kappe herzustellen. Die Grippeviren hingegen haben eine andere Lösung gewählt: sie stehlen sie.
Ihr Hauptenzym, genannt virale Polymerase oder FluPol, nähert sich der zellulären Maschinerie, die RNAs herstellt, der RNA-Polymerase II. Forscher wussten, dass diese beiden Maschinen interagieren, aber der genaue Ablauf des Raubzugs blieb unklar.
Um diesen Mechanismus zu verstehen, haben mehrere wissenschaftliche Teams das Phänomen im Labor nachgestellt. Anschließend beobachteten sie die beteiligten Proteine mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie, einer Technik, die molekulare Strukturen mit sehr hoher Präzision sichtbar machen kann.
Die Beobachtungen zeigen, dass das Virus in drei Schritten vorgeht. Zuerst bindet sich seine Polymerase in der Nähe der zellulären Maschinerie zu dem Zeitpunkt, an dem eine neue RNA gerade hergestellt wurde und ihre Kappe eben erhalten hat.
Dann schneidet das virale Enzym diese RNA ganz nahe an dieser Kappe. Das Virus erhält dann ein sehr kurzes RNA-Fragment, das bereits das schützende Etikett trägt. Dieses kleine Stück wird anschließend als Startpunkt verwendet, um eine virale RNA herzustellen. Ergebnis: Die vom Virus produzierte RNA besitzt ebenfalls eine Kappe und ähnelt stark einer normalen RNA der Zelle. Die Zelle hat daher größere Schwierigkeiten, sie zu erkennen.
Die Forscher identifizierten auch die Bedeutung eines zellulären Faktors namens DSIF, der an der Bildung des Komplexes beteiligt ist, an den die virale Polymerase andockt. Experimente zeigen, dass wenn der Kontakt zwischen der viralen Polymerase und den zellulären Proteinen gestört wird, die Produktion viraler RNA stark abnimmt.
Dies deutet auf einen interessanten Ansatz für zukünftige Medikamente hin. Das Blockieren dieser Interaktion könnte verhindern, dass das Virus die Kappe zellulärer RNAs stiehlt und so die Infektion verlangsamen.
Modell, das den "Kappendiebstahl" durch die Polymerase der Grippeviren (FluPol) veranschaulicht.
Während der Herstellung einer RNA durch die zelluläre Polymerase (Pol II) wird eine schützende Kappe an ihrem Ende hinzugefügt. Die virale Polymerase bindet dann an den zellulären Komplex und schneidet die RNA nahe dieser Kappe. Das Virus erhält dieses kurze, gekappte Fragment und nutzt es als Startpunkt, um eine virale RNA herzustellen, die ebenfalls eine Kappe besitzt.
© Nadia Naffakh CNRS INSB