mikroskopisch kleinen Metallkugel Mit der magnetischen Pinzette üben wir nun Kräfte aus Ist die Kraft klein sind beide Proteine miteinander verbunden Erhöhen wir die Kraft ziehen wir den Schlüssel langsam aus dem Schloss Die Verbindung zwischen Schlüssel und Schlossprotein können wir uns als dünnste Stelle des Fadens vorstellen Wird die Kraft zu hoch reißt der Faden an dieser Stelle Den Abriss unserer beiden Proteine können wir durch ein Mikroskop beobachten da sich die Metallkugel in diesem Moment schnell von der Oberfläche entfernt Indem wir den Abstand zwischen Metallkugel und Magnet präzise bestimmen wissen wir bei welcher Kraft der Faden gerissen ist oder sich das Virus von der Zelle löst Ist der Faden einmal gerissen ist das Experiment be endet Um unsere Messergebnisse zu verfeinern sind wir jedoch daran interessiert die Schlüssel Schloss Protein verbindung mehrfach hintereinander zu vermessen Da für ließen wir uns von Surfer innen inspirieren Sie tragen am Fußgelenk eine Leash eine Sicherungsleine die sie mit ihrem Brett verbindet und beim Sturz das Weg schwimmen verhindert Nach diesem Vorbild verbinden wir Schlüssel und Schlossprotein mit einer molekularen Leash die nach dem Herausziehen bei hohen Kräften verhindert dass sich Schlüssel und Schloss weit vonein ander entfernen Sobald wir die Kraft verringern können die Bindungspartner wieder zueinander finden Nun kön nen wir unser Experiment beliebig häufig wiederholen Mit magnetischer Pinzette und molekularer Leash unter suchten wir so zu Beginn der Pandemie die Bindungs kräfte des Coronavirus Wir verglichen das ursprüngliche Virus den Wildtyp dieser Pandemie SARS CoV 2 mit dem SARS Coronavirus das eine Epidemie in Asien im Jahr 2002 2003 ausgelöst hatte SARS CoV Dabei fanden wir heraus dass das neue Coronavirus signi fikant stärker an menschlichen Zellen haftet Dies trägt dazu bei dass SARS CoV 2 im Gegensatz zu SARS CoV gerade die oberen Atemwege befallen kann Dort wirken viel höhere Kräfte als in den Tiefen der Lunge SARS Bevor Sophia Gruber die mag netische Pinzette in Betrieb nimmt baut sie den Magneten ein Anschließend kann sie auf molekula rer Ebene winzige Kräfte anlegen A nn et te M ue ckCoV 2 muss demnach gar nicht so tief in Atemwege eindringen um Zellen zu infizieren Das kann einer der Gründe sein weswegen SARS CoV 2 infektiöser ist und nicht nur eine regionale Epidemie auslöste sondern eine weltweite Pandemie Das Schlüsselprotein des SARS CoV ähnelt dem des SARS CoV 2 zwar in Struktur und Form unterschei det sich aber in einigen Bausteinen Das ist so als ob SARS CoV einen bereits abgenutzten Schlüssel nutzt der eher lose ins Schloss passt während SARS CoV 2 über einen neuen nahezu perfekten Schlüssel verfügt Das könnte den Unterschied in der Stabilität ihrer Bindung erklären Anders verhält es sich mit den Varianten von SARS CoV 2 die nach ungefähr einem Jahr auftauchten Diese unterscheiden sich vom ursprünglichen Virus nur durch punktuelle Mutationen einiger weniger Bausteine Trotzdem sind die Varianten teils be deutend ansteckender als der Wildtyp Wir bauten daher die Schlüssel der Alpha Beta Gamma und Deltavariante im Labor nach und verglichen ihre Bindungseigenschaften Tatsächlich zeigte sich dass die Bindung der Alphavariante deutlich höheren Kräften widerstehen kann als die des Wildtyps und aller anderen Varianten KLARTEXT 2022 34

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