Natürliche Viren sind winzige molekulare Maschinen: Sie infizieren sehr effizient Wirtszellen und veranlassen diese, Viruspartikel zu produzieren. Die meisten von ihnen sind kürzer als die kürzeste Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Viren sind nicht nur als gefährlichere Krankheitserreger als Sars-CoV-2 bekannt, sondern gentechnisch veränderte dienen als Werkzeuge für die biologische Forschung. So zum Beispiel am Austrian Institute of Science and Technology (Ista) in Klosterneuburg, wo ein „Viren-Service-Team“ verschiedene Viren geklont herstellt, um sie als Genträger für die Wissenschaft nutzbar zu machen. So ist es möglich, genetisches Material in Zellen einzubringen, die Zellen damit zu markieren und die Funktionen der Zellen zu verändern. Die Mechanismen für Wachstum, Bewegungen und Stoffwechselaktivitäten in Zellen lassen sich dann Schritt für Schritt nachvollziehen.

Ihr einziger Job: Proteinschmuggel

„Ein Viruspartikel besteht vereinfacht gesagt aus einer äußeren Proteinhülle, die manchmal von einer zusätzlichen Fetthülle umgeben ist, und dem Virusgenom, das beschreibt, wie man mehr daraus macht“, erklärt die Virologin Flávia Leite. Ista verwendet modifizierte Viren, die nicht mehr gefährlich sind. „Statt ihres ursprünglichen Erbmaterials übertragen sie ein gewünschtes Gen auf die von ihnen infizierten Zellen. Dort kann es dann in den genetischen Code einer infizierten Zelle eingebaut werden.“ Viren können also in Zellen eindringen, sind aber nicht ansteckend und können sich nicht auf einen neuen Wirt ausbreiten. Sobald Forscher sie in einem Experiment verwenden, sind die Gene des Virus praktisch erschöpft. Leite: „Ihre einzige Aufgabe ist es, Proteine ​​in die Zellen zu transportieren.“ Beispielsweise kann mit „Adeno-assoziierten Viren“ ein grün fluoreszierendes Protein hergestellt werden. Unter dem Mikroskop leuchten die Zielzellen dann grün, wenn sie mit UV-Licht bestrahlt werden. Neben grün gibt es auch blau, rot und gelb fluoreszierende Proteine. Dadurch können verschiedene Strukturen farblich hervorgehoben werden, um deren Entwicklung zu beobachten. In Zusammenarbeit mit dem Virendienst ist es einem Team um Edouard Hannezo von Ista kürzlich gelungen, einen neuen biophysikalischen Mechanismus zu entdecken, der Stammzellen im Darm von Mäusen reguliert (Nature). (APA/Kogge)