Paul-Ehrlich-Institut

For­schungs­grup­pe Elek­tro­nen­mi­kro­sko­pie von Pa­tho­ge­nen

SARS-CoV-2-Viren (Quelle: J.Krijnse Locker/Paul-Ehrlich-Institut)

Forschungsteam

Prof. Dr. Jacomine Krijnse Locker (Forschungsgruppenleiterin)
Dr. Anna Brewitz (Wissenschaftlerin)
Sylvia Panitz (Technische Assistentin)
Dr. Suzanne Tonnemacher (Wissenschaftlerin)
Regina Eberle (Technische Assistentin)

Forschungsschwerpunkt

Der Schwerpunkt der Forschungsgruppe "Elektronenmikroskopie von Pathogenen" ist die Replikation intrazellulärer Pathogene in der Wirtzelle. Insbesondere Viren, soweit wir wissen, sind auf Zellen angewiesen, um sich zu vermehren. Andererseits hilft das Verständnis des Replikationszyklus von Viren, diese zu bekämpfen und die Funktionsweise von Säugerzellen zu begreifen (Krijnse Locker, 2005). Als Modell nutzt unsere Forschungsgruppe große DNA-Viren, speziell das Pocken-Impfvirus Vaccinia (VACV). VACV wurde in den 1970er Jahren zur Impfung gegen das humane Pockenvirus (Variola-Virus) benutzt, was zur Ausrottung der Pocken führte. Rekombinante VACV werden heutzutage als Vektor-Impfstoffe gegen andere Pathogene und in der Krebstherapie genutzt.

Ein umstrittenes Thema in der Pockenvirus-Biologie ist die Art und Weise, wie diese Viren ihre Hülle erhalten (Sodeik und Krijnse Locker, 2002). Die Konservierung von Membranen für die Elektronenmikroskopie (EM) ist komplex und eindeutige Schlussfolgerungen in Bezug auf ihre Merkmale erfordern den Einsatz von komplementären EM-Methoden (Chlanda und Locker, 2017). Mit einer Kombination von Kryo-EM und 3D-EM konnte unser Forschungsteam vor einiger Zeit zeigen, wie die VACV einen ungewöhnlichen Mechanismus für die Membranumhüllung nutzt, bei dem Zellmembranen reißen (Chlanda et al., 2009). Die in dieser Studie angewandten EM-Methoden wurden dann zur Charakterisierung von Membranveränderungen angewandt, die durch andere Viren induziert werden, darunter HIV (Welsch et al., 2007), Dengue-Virus (Welsch et al., 2009), Hepatitis-C-Virus (HCV; Romero-Brey et al., 2012) und seit kurzem auch SARS-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2).

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung von Methoden der korrelativen Licht- und Elektronenmikroskopie (CLEM). CLEM wird verwendet, um seltene oder dynamische Ereignisse, die mit der Lichtmikroskopie (LM) beobachtet werden, mit hochauflösenden EM abzubilden, wobei der Überblick, der typischerweise von LM gesehen wird, verloren geht (Sartori-Rupp et al., 2019). Als Modell wird die Forschungsgruppe den Eintritt und den Abbau der VACV untersuchen - die Schritte des VACV-Replikationszyklus, die selten und dynamisch sind (Quemin et al., 2018). Der CLEM-Workflow kann dann zur Untersuchung anderer seltener oder dynamischer Prozesse der Wirt-Pathogen-Interaktionen angewandt werden, wie dies in einer kürzlich durchgeführten Studie über den Abbau von HIV (Blanco-Rodriguez et al., 2020) veranschaulicht wird.

Forschungsgruppenleitung

Prof. Dr. Jacomine Krijnse Locker
Leiterin der Loewe-DRUID-Forschungsgruppe
Professur für vernachlässigte Infektionskrankheiten mit Schwerpunkt bildgebender Verfahren
Publikationen
Telefon: +49 6103 77 2011
E-Mail: Jacomina.KrijnseLocker@pei.de

Aktualisiert: 30.06.2020