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I ricercatori usano la rappresentazione ad alta definizione per osservare il trattamento di infezione HIV nel nucleo delle cellule

Gli scienziati a EMBL Heidelberg e al für Infektiologie di Zentrum all'ospedale universitario di Heidelberg sono riuscito per la prima volta a HIV della rappresentazione durante il trasporto nel nucleo di una cella infettata.

Le immagini tomografiche dell'elettrone mostrano la busta della proteina del virus che passa con uno dei pori nucleari - le aperture nella membrana intorno al nucleo che permettono le molecole dentro e fuori. Gli scienziati hanno trovato che il virus attraversa il poro nucleare intatto, solo separando dentro il nucleo, in cui pubblica le sue informazioni genetiche. Ciò chiarisce un meccanismo importante da cui il materiale genetico del virus è integrato nel genoma della cella infettata.

Il virus dell'immunodeficienza umana che il tipo 1 (HIV-1) - che era il fuoco di questo studio - soprattutto infetta le celle sicure del sistema immunitario e in questo modo che indebolisce in maniera massiccia la propria difesa dell'organismo contro le malattie. Il materiale genetico del virus è imballato saldamente in una capsula a forma di cono della proteina conosciuta come il capsid, che è composto di diverse parti esagonali. Gli scienziati hanno saputo il capsid attraversa la membrana cellulare nell'interno della cella durante l'infezione, ma non come il materiale genetico del virus entra dal capsid nel nucleo delle cellule, in cui avvia la formazione di nuovi virus.

Ciò è dove il lavoro della collaborazione di Heidelberg entra. Facendo uso dei metodi di recente sviluppato per la rappresentazione 3D dei complessi molecolari in celle infettate da virus, gli scienziati hanno riuscito a rappresentazione il capsid virale direttamente durante il trasporto nel nucleo.

Finora, è stato presupposto che il capsid non si adattasse attraverso i pori. Tuttavia, la domanda di come il genoma virale entra nel nucleo delle cellule è essenziale per la sua riproduzione. I nostri risultati quindi supportano la ricerca di nuovi obiettivi per gli approcci terapeutici futuri.„

Hans-Georg Kräusslich, Direttore medico, für Infektiologie di Zentrum

Sebbene le opzioni correnti del trattamento possano sopprimere la moltiplicazione del virus nell'organismo, una maturazione vera che elimina il virus non è ancora possibile.

Piattaforme per rappresentazione ad alta definizione

Per ottenere uno sguardo dettagliato ai funzionamenti interni delle celle immuni infettate in laboratorio, gli scienziati hanno usato le tecniche di rappresentazione ad alta definizione. Per mezzo della funzione di memoria di microscopia elettronica all'università di Heidelberg e della piattaforma di servizio di microscopia dell'Cryo-Elettrone a EMBL Heidelberg, hanno combinato i metodi di microscopia elettronica e dell'indicatore luminoso. Potevano ricostruire le immagini 3D delle strutture molecolari dai loro dati. Ciò li ha permessi di prevedere la composizione e l'architettura dei complessi virali e della loro interazione con le strutture cellulari nell'alta risoluzione.

“La collaborazione fruttuosa fra le nostre due istituzioni e la combinazione di tecnologia specializzata ha contribuito ad inserire un altro pezzo del puzzle di infezione HIV nel quadro generale,„ dice Martin Beck, una guida visualizzante del gruppo a EMBL e, dal 2019, un Direttore e un membro scientifico del Max Planck Institute della biofisica.

Source:
Journal reference:

Zila, V., et al. (2021) Cone-shaped HIV-1 capsids are transported through intact nuclear pores. Cell. doi.org/10.1016/j.cell.2021.01.025.