Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Vaccinia-virus:nieuwe inzichten in de structuur en functie van het pokkenvirus-prototype

Tomogramplakken van gezuiverde rijpe virionen (MV) van VACV. (a) Plak van een tomogram dat de dwarsdoorsnede van een MV toont. Blauwe pijlpunten tonen zijaanzichten van de palissadelaag. De oranje pijlpunt wijst naar het zijaanzicht van de kernwand onder de palissadelaag. (b) Plak van hetzelfde tomogram dichtbij de bovenkant van de MV, met bovenaanzichten van de palissade (blauwe pijlpunten), de kernwand (oranje pijlpunten) en de ringachtige structuren (rode cirkels). Credit:Natuurstructurele en moleculaire biologie (2024). DOI:10.1038/s41594-024-01218-5

Een uitbraak van infecties met het mpox-virus – voorheen bekend als apenpokken – in Europa in 2022 leidde tot een toename van de belangstelling voor pokkenvirussen. Een internationaal onderzoeksteam heeft nu de structuur van het pokkenvirus-prototype, het vacciniavirus (VACV), onderzocht. Het werk is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Structural &Molecular Biology .



Het team ontdekte dat trimeren van het A10-eiwit, een overvloedig eiwit van het virus, een belangrijke rol spelen bij de vorming van het volwassen virus. Deze trimeren kunnen ook betrokken zijn bij interacties met andere celcomponenten tijdens infectie, wat een startpunt zou kunnen vormen voor de ontwikkeling van antivirale therapieën tegen virussen uit de pokkenvirusfamilie.

Het prototype van het pokkenvirus, het vacciniavirus (VACV), werd in het verleden gebruikt als een levend vaccin om de pokken uit te roeien. Ondanks intensief onderzoek blijven belangrijke vragen over de biogenese en structuur van het volwassen virus (MV) onbeantwoord.

A10-trimeren zijn belangrijk voor de virusopbouw en misschien nog wel meer

De infectieuze MV is een quasi-steenvormig deeltje van ongeveer 250 nm × 350 nm × 200 nm. Het bestaat uit een ovale kern die het virale genoom en de eiwitten omsluit die nodig zijn voor transcriptie (van DNA naar messenger RNA (mRNA)) in het begin van de infectie. De MV bestaat uit maximaal 200 eiwitten. De eiwitten die verantwoordelijk zijn voor de prominente palissadelaag van het virus waren tot nu toe onbekend.

Representatief tomogram van in situ kern verkregen 30 minuten na infectie op lamellen van geïnfecteerde HeLa-cellen. De palissadelaag en de kernwand vertonen vergelijkbare structuren vergeleken met de in vitro waargenomen kernen. De filamenten onder de kernwand, die waarschijnlijk overeenkomen met het virale dsDNA-genoom, zijn opnieuw gerangschikt op schaalbalk, 100 nm. Credit:Natuurstructurele en moleculaire biologie (2024). DOI:10.1038/s41594-024-01218-5

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van professor Jacomina Krijnse Locker, LOEWE DRUID – LOEWE Professorship for Neglected Infectious Diseases/Imaging Techniques aan het Paul-Ehrlich-Institut, onderzocht de moleculaire samenstelling en structuur van VACV. De studie combineerde beeldvormingstechnieken met hoge resolutie, zoals cryo-elektronentomografie (cryo-ET), subtomogrammiddeling (STA) en AlphaFold2 (AF2) om de moleculaire architectuur van de VACV-kern te ontcijferen.

Door deze verschillende technieken te gebruiken, ontdekten de onderzoekers dat de prominente palissadelaag van de kern van het virus bestaat uit het A10-eiwit. Het onderzoeksteam kon aantonen dat het eiwit A10-trimeren vormt.

Deze A10-trimeren zijn flexibel verdeeld over het oppervlak van de kern en vertonen geen specifiek patroon. A10 zou mogelijk betrokken kunnen zijn bij interacties met celcomponenten nadat het virus de cel binnenkomt tijdens de vroege fase van de infectiecyclus. Verdere studies zullen gericht zijn op het verduidelijken van de exacte functies van de A10-trimeren en andere eiwitten in verband met VACV-infectie.

Meer informatie: Jiasui Liu et al., De palissadelaag van de kern van het pokkenvirus bestaat uit flexibele A10-trimeren, Natuur structurele en moleculaire biologie (2024). DOI:10.1038/s41594-024-01218-5

Journaalinformatie: Natuur Structurele en Moleculaire Biologie

Aangeboden door Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel