Zeitaufgelöste Darstellung des Zelleintritts und der frühen Infektion von HIV-1 an lebenden Zellen mittels Single Virus Tracing
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projektes war es, die Dynamik des Fusionsprozesses von Human-Immunodeficiency Virus (HlV-1) bei seiner Aufnahme in eine lebende Zelle in Real Time mit hoher Zeit- und Ortsauflösung zu beobachten. Dazu wurde einerseits das in der Arbeitsgruppe Bräuchle entwickelte hochsensitive fluoreszenzmikroskopische Single Virus Tracing (SVT) als Methode eingesetzt. Andererseits wurde in der Arbeitsgruppe Kräusslich ein spezifisch mit zwei unterschiedlichen Farben (eGFP, YFP, CFP, mRFP und mCherry) an dem MA und Vpr Protein gelabeltes HIV-1 Viruslike Particle (VLP) entwickelt. Beim Fusionsprozess sollte eine Farbtrennung stattfinden, da das MA-Protein sich mit der Virusmembran in die Zellmembran einbauen sollte, während der Kern des VLPs mit dem Vpr-Protein sich durch das Cytosol Richtung Kern bewegen sollte. Die Wechselwirkung der VLPs mit einer Vielzahl unterschiedlicher Zellen (bezügtich CD4 und Korezeptorenkonzentration sowie HPSG Konzentration auf der Zellmembran) wurde über die Aufnahme einer großen Zahl von Trajektorien charakterisiert, wobei unterschiedliche Arten der Adsorption, Endocytose und Produkte der Fusion beobachtbar waren. Hier wurden zahlreiche neue Ergebnisse erzielt, was insbesondere die Dynamik dieser Prozesse betrifft. Eine direkte Farbtrennung konnte jedoch letztlich nicht beobachtet werden, weil offensichtlich eine unmittelbare Trennung der MA-Hülle von dem Viruskern abhängig ist von der vollständigen Prozessierung des Gag-Proteins. Diese wird jedoch durch Einbau der notwendigen Menge an Fusionsproteinen (eGFP.Vpr etc.) verhindert, sodass letztlich eine unmittelbare Trennung von MA-Hülle und Viruskern nicht oder über einen größeren Zeitraum verzögert stattfindet. Eine neue Labelingtechnik wurde validiert, bei der ein Label direkt mit der Membran oder Membranproteinen verknüpft wird anstatt mit MA. Diese Labelingtechnik erlaubt eine entsprechende Farbtrennung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Double-labelled HIV-1 particles for study of virus-cell interaction. Virology 360 (2007), 92
Lampe M., Briggs J.A.G., Endreß T., Glass B., Riegelsberger S., Kräusslich H.-G., Lamb D.O., Bräuchle C , Müller B.
- HIV-1-Cellular Interactions Analyzed by Single Virus Tracing. Eur. Biophys. J. 37 (2008), 1291
Endreß T., Lampe M., Briggs J.A.G., Kräusslich H.-G., Bräuchle C., Müller B., Lamb D.C.
