Gefrorene Erreger

Forscher machen echte Coronaviren in 3D sichtbar

Seit rund einem Jahr verändert das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 unser tägliches Leben. Jetzt ist es Wissenschaftlern gelungen, einen neuen, dreidimensionalen Blick auf den winzigen Erreger, der weltweit unvorstellbar große Umwälzungen verursacht, zu ermöglichen. Das Besondere daran: Es handelt sich nicht um ein Modell, sondern um durch neue Techniken entstandene 3D-Abbildungen echter Covid-19-Erreger aus schockgefrorenen Proben.

Symbolbild

(Bild: Nanographics, Krone KREATIV)

Laut der Firma Nanographics, einem Spin-off der Technischen Universität (TU) Wien, die an der Erstellung beteiligt war, sind diese Aufnahmen die ersten ihrer Art. Von dem neuartigen Coronavirus kursieren mittlerweile schier unzählige Darstellungen. Allen gemeinsam ist ihre Kugelform mit den charakteristischen Spike-Proteinen (im Bild unten rot), die der Erreger zum Andocken an und Eindringen in menschliche Zellen benötigt.

3D-Darstellung des Covid-Erregers SARS-CoV-2

(Bild: NIAID-RML, krone.at-Grafik)

Gefrorene Coronaviren abgescannt
Die Visualisierungen der Wiener Firma fußen nun auf Daten von Forschern von der Tsinghua University in Peking. Dort hat es ein Team um Sai Li von der School of Life Sciences geschafft, intakte Coronaviren in Proben zu extrahieren, sie mit Kryoelektronenmikroskopie abzuscannen und zu digitalisieren, erklärte Ivan Viola von der TU Wien. Wichtig war dabei, dass durch das Scannen der Probe die Spike-Proteine möglichst nicht in ihrer Struktur verändert wurden.

(Bild: Nanographics, Krone KREATIV)

Um die derart gewonnenen Daten der einzelnen Viren auch sichtbar zu machen, mussten die Experten von Nanographics Methoden finden, um die Salzlösung, in die die von den Wissenschaftlern möglichst dicht nebeneinander gepackten Erreger-Partikel eingebettet waren, sozusagen verschwinden zu lassen. Die neue Methode soll Forschern künftig dabei helfen, biologische Mikroskopie-Daten leichter und schneller zu analysieren.

(Bild: Nanographics, Krone KREATIV)

Bislang weltweit höchste visuelle Qualität
In einer der Visualisierungen (Video oben) lässt sich nachvollziehen, wie die Viren Schritt für Schritt quasi aus dem Hintergrund heraustreten. Es sei faszinierend, wie auf Basis der tatsächlichen Mikroskopie-Daten „direkt ziemlich detailliert die Virusstruktur zu beobachten ist“, die den geläufigen indirekten Darstellungen gut entspricht, so TU-Wissenschaftler Viola. Die Visualisierung sei die weltweit erste Darstellung derartiger Daten in derart hoher visueller Qualität.