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Kryo-Elektronentomogramm entschlüsselt Architektur von Pockenvirus-Kernen

Dazu verwendeten ISTA-Forscher:innen das im Labor vorhandene und ungefährliche Vacciniavirus als Pockenvirus-Modell. Sie untersuchten ganze, reife Vacciniavirus-Virionen, sowie aus ihnen isolierte und aufgereinigte Viruskerne – und das im wahrsten Sinne des Wortes unter allen möglichen Blickwinkeln.

Kryo-Elektronentomogramm eines ganzen Vacciniavirus. Seitenansicht des Virus und des Kerns. Die innere Kernwand ist rosa gefärbt und die virale DNA grün. Foto: Julia Dattler.

„Wir haben die ‚klassische‘ Einzelpartikel-Kryo-EM mit der Kryo-Elektronentomographie, der Untertomogramm-Mittelung und der AlphaFold-Analyse kombiniert, um einen Gesamtüberblick über den Pockenvirus-Kern zu erhalten“, sagen die Forschenden.

Die Kryo-Elektronentomographie ermöglicht es den Wissenschafter:innen 3D-Volumina einer biologischen Probe bis zur Größe eines ganzes Virus zu rekonstruieren, indem sie Bilder aufnehmen, während sie die Probe schrittweise kippen. Die Kryo-Elektronentomographie, ermöglichte es, Auflösungen im Nanometerbereich für das gesamte Virus, seinen Kern und sein Inneres zu erreichen.

Darüber hinaus konnten die Forscher:innen die AlphaFold-Modelle wie ein Puzzle in die beobachteten Formen einpassen und Moleküle identifizieren, die den Kern des Pockenvirus bilden. Darunter stach der Kernprotein-Kandidat A10 als eine der wichtigsten Komponenten hervor.

Projektförderung: Dieses Projekt wurde durch Mittel aus der Chan Zuckerberg Initiative (DAF2021-234754 und DOI https://doi.org/10.37921/812628ebpcwg) sowie dem Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) (P31445) finanziert.

Originalpublikation:

Datler J, Hansen JM, et al. 2024. Multi-modal cryo-EM reveals trimers of protein A10 to form the palisade layer in poxvirus cores. Nature Structural & Molecular Biology. DOI: https://doi.org/10.1038/s41594-023-01201-6

Weitere Informationen:

https://ista.ac.at/de/forschung/schur-gruppe/ Schur-Gruppe am Institute of Science and Technology Austria (ISTA)

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