Untersuchung von Retroviren mit dem JPK NanoWizard® ULTRA Speed Rasterkraftmikroskop an der Ben-Gurion Universität in Israel

Professor Itay Rousso leitet eine Forschungsgruppe am Institut für Physiologie und Zellbiologie an der Ben-Gurion Universität in Beer-Sheba. Der Forschungsschwerpunkt der Gruppe liegt auf der Aufklärung der physikalischen Mechanismen, die der Replikationsmaschinerie von behüllten Retroviren (in erster Linie HIV) zugrunde liegen. Bislang hat die Gruppe Assemblierung, Knospung und das Eindringen des Virus untersucht, und in den letzten drei Jahren den Mechanismus erforscht, der die Auflösung des Kerns und das Freisetzen des viralen Genoms auslöst – ein Prozess, der als ”Uncoating” bezeichnet wird.

Nach Ansicht von Professor Rousso ist einer der Hauptvorteile des AFMs, dass Proben ”live” unter physiologischen Bedingungen und mit einer ähnlich hohen Auflösung wie mit dem Elektronenmikroskop untersucht werden können. Das ermöglicht sowohl die Analyse von dynamische Prozessen als auch die Charakterisierung von Proben unter nativen Bedingungen. Sein Team untersucht Proben mit einer Größe von 80-100 nm. Das liegt weit oberhalb der Auflösungsgrenze des AFM, so dass die mit den Viren assoziierten Prozesse mit ausreichend hoher Auflösung untersucht werden können. Derzeit gibt es kaum andere Techniken, die die Gruppe für die Behandlung ihrer Fragestellungen einsetzen könnte.

Professor Rousso hat Erfahrung mit verschiedenen kommerziell erhältlichen Systemen und sieht bei dem JPK-System vor allem folgende Vorteile: "Für uns bietet das JPK-System eini-ge der fortschrittlichsten Funktionen wie „Quantitative Imaging“ (QI™ Mode) und „Fast-Scanning Imaging“. Die Hauptvorteile beim Einsatz des JPK AFM-Systems liegen zum einen darin, dass wir bei JPK eine direkte Verbindung zum Entwicklerteam haben. Dadurch sind wir in unserer Arbeit flexibler. Wir führen z.B. häufig unkonventionelle Messungen durch, bei denen sie uns beraten und für die wir manchmal sogar maßgeschneiderte Anpassungen erhalten können. Und zweitens hat die JPK Kontrollsoftware eine offene Architektur, so dass der Anwender im Prinzip nahezu jeden Parameter anpassen kann, um Messungen und Ex-perimente nach Bedarf durchzuführen."

Die Gruppe hat einige Arbeiten veröffentlicht, in denen mechanische und morphologische Eigenschaften von HIV-1-Kapsiden mit dem JPK NanoWizard® AFM untersucht wurden. Sie verdeutlichen die Vielseitigkeit, Auflösung und Leistungsfähigkeit des NanoWizard® AFM-Systems. 1-3

JPK Instruments entwickelt, konstruiert und fertigt Instrumente in Deutschland zu weltweit anerkannten Standards der deutschen Feinmechanik, Qualität und Funktionalität. Für weitere Einzelheiten über das NanoWizard® AFM-System und Zubehör, sowie weitere Produkte und Anwendungen besuchen Sie uns auf der JPK Webseite www.jpk.com, YouTube, Facebook oder LinkedIn.

Literatur

1. Lui et al, Cyclophilin A stabilizes the HIV-1 capsid through a novel non-canonical binding site, NATURE COMMUNICATIONS | 7:10714 | DOI: 10.1038/ncomms10714
2. Ramalho et al, Analysis of the mechanical properties of wild type and hyperstable mutants of the HIV‑1 capsid, Retrovirology (2016) 13:17 DOI 10.1186/s12977-016-0250-4
3. Rankovic et al, Reverse Transcription Mechanically Initiates HIV-1 Capsid Disassembly, J Virol 91:e00289-17. https://doi.org/….