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Los investigadores utilizan proyección de imagen de alta resolución para observar proceso de la infección VIH en el núcleo de célula

Los científicos en EMBL Heidelberg y en el für Infektiologie de Zentrum en el hospital de la universidad de Heidelberg han tenido éxito por primera vez en el VIH de la proyección de imagen durante transporte en el núcleo de una célula infectada.

Las imágenes tomográficas del electrón muestran el envolvente de la proteína del virus que pasa con uno de los poros nucleares - los orificios en la membrana alrededor del núcleo que permiten las moléculas hacia adentro y fuera. Los científicos encontraron que el virus pasa a través del poro nuclear intacto, sólo se rompe separado dentro del núcleo, donde libera su información genética. Esto clarifica un mecanismo importante por el cual el material genético del virus sea integrado en el genoma de la célula infectada.

El virus de inmunodeficiencia humana que el tipo 1 (HIV-1) - que era el foco de este estudio - infecta sobre todo ciertas células del sistema inmune, y de esta manera que debilita masivo la propia defensa de la carrocería contra enfermedades. El material genético del virus se empaqueta asegurado en una cápsula cónica de la proteína conocida como el capsid, que se compone de piezas hexagonales individuales. Los científicos sabían el capsid pasa a través de la membrana celular en el interior de la célula durante la infección, pero no cómo el material genético del virus consigue del capsid en el núcleo de célula, donde acciona la formación de nuevos virus.

Aquí es adonde viene el trabajo de la colaboración de Heidelberg hacia adentro. Usando los métodos desarrollados recientemente para la proyección de imagen 3D de complejos moleculares en células virus-infectadas, los científicos tuvieron éxito en proyección de imagen el capsid viral directamente durante transporte en el núcleo.

Hasta ahora, fue asumido que el capsid no ajusta a través de los poros. Sin embargo, la cuestión de cómo el genoma viral consigue en el núcleo de célula es esencial para su reproducción. Nuestros resultados por lo tanto soportan la búsqueda para los nuevos objetivos para las aproximaciones terapéuticas futuras.”

Hans-Jorge Kräusslich, director médico, für Infektiologie de Zentrum

Aunque las opciones actuales del tratamiento puedan suprimir la multiplicación del virus en la carrocería, una vulcanización verdadera que elimina el virus no es todavía posible.

Plataformas para la proyección de imagen de alta resolución

Para conseguir una mirada detallada en los funcionamientos internos de células inmunes infectadas en el laboratorio, los científicos utilizaron técnicas de proyección de imagen de alta resolución. Con la ayuda de la instalación de la base de microscopia electrónica en la universidad de Heidelberg y de la plataforma del servicio de la microscopia del Cryo-Electrón en EMBL Heidelberg, combinaron métodos de la luz y de la microscopia electrónica. Podían reconstruir las imágenes 3D de las estructuras moleculares de sus datos. Esto permitió que visualizaran la composición y la configuración de los complejos virales y de su acción recíproca con las estructuras celulares en la alta resolución.

“La colaboración fructuosa entre nuestras dos instituciones y la combinación de la tecnología especializada ha ayudado a ajustar otro pedazo del rompecabezas de la infección VIH en el retrato total,” dice a Martin Beck, líder del grupo que visita en EMBL y, desde 2019, director y pieza científica del Max Planck Institute de la biofísica.

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.