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Wie dringt SARS-Cov-2 in Wirtszellen ein?

SARS-CoV-2-Zelleintritt, animiert von Janet Iwasa.


SARS-CoV-2 ist das Virus, das COVID-19 auslöst. Die Oberfläche des Virus ist besetzt mit Stachelproteinen, hier in Türkis dargestellt, mit Membranproteinen in Gelb und Hüllproteinen in Rot. Ein Querschnitt zeigt das virale RNA-Genom in Orange und das Nukleokapsid-Protein, das das Erbgut schützt, in Grau.

Eine SARS-CoV-2-Infektion kann durch das Einatmen von viralen Partikeln aus der Luft ausgelöst werden. Beim Eintreten in die Atemwege treffen die Viruspartikel auf respiratorische Epithelzellen in den Trachäen und Lungen.

Das Stachelprotein erkennt einen membrangebundenen Rezeptor auf der Epitheloberfläche, bekannt als ACE2, hier in Lila dargestellt. Wenn das Stachelprotein an ACE2 bindet, ist es nicht mehr in der Lage, seine Konformation zu verändern oder sich frei zu verbiegen. Es ist in seiner offenen Konformation gefangen.

Ein weiteres Zelloberflächenprotein, die sogenannte transmembrane Serinprotease 2, hier in Orange dargestellt, schneidet das Stachelprotein an einer spezifischen Schneidestelle. Teilsegmente des Stachels fallen weg und legen vorher versteckte Teile des Proteins frei.

Es erfolgen dann mehrere drastische Konformationsänderungen des Stachelproteins. Im ersten Schritt sticht der Stachel in die Zellmembran ein. Daraufhin faltet sich das Protein, wodurch die Membranen von Zelle und Virus zusammengezogen werden, um zu fusionieren.

Nach der Fusion wird die virale RNA in die Wirtszelle entlassen, wo das Virus die Wirtszellmaschinerie ausnutzt, um neue Viruspartikel zu produzieren.

Die Animation wurde freundlicherweise vom Iwasa-Lab der Universität Utah zur Verfügung gestellt.
Eine genaue Aufschlüsselung der Quellen, welche der Animation zugrundeliegen, findet sich in den hier verlinkten Anmerkungen.
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