Veel virussen, zoals de virussen die de gewone griep en COVID-19 veroorzaken, hebben een buitenste eiwitlaag, een capside genaamd, die een symmetrisch beschermend omhulsel rond hun genetisch materiaal vormt. Wetenschappers zijn al lang gefascineerd door de manier waarop deze capsiden zichzelf samenstellen uit individuele eiwitsubeenheden tot hun ingewikkelde structuren. Nu heeft een team van onderzoekers van UC Berkeley en het Lawrence Berkeley National Laboratory een belangrijke stap gezet in het begrijpen van dit proces door te onthullen hoe twee eiwitten van een plantenvirus, het broommozaïekvirus (BMV), samenkomen om een ​​hexagonale bouwsteen te vormen van de capside.

De onderzoekers gebruikten een techniek genaamd röntgenkristallografie, waarmee ze de driedimensionale structuur van het eiwitcomplex konden bepalen. Ze ontdekten dat de twee eiwitten, het manteleiwit en het bewegingseiwit genoemd, op een specifieke manier met elkaar interageren en zo een hexagonale "dimeer van dimeren"-structuur vormen, die de basisbouwsteen is van de BMV-capside. Deze structuur wordt gekenmerkt door twee paar eiwitten die in een zeshoekige vorm zijn gerangschikt.

Deze bevinding biedt nieuwe inzichten in hoe virussen zichzelf assembleren en zou mogelijk kunnen helpen bij de ontwikkeling van antivirale therapieën. Door de moleculaire mechanismen te begrijpen die ten grondslag liggen aan de vorming van virale capsiden, kunnen wetenschappers medicijnen ontwerpen die zich richten op het zelfassemblageproces en deze verstoren, waardoor wordt voorkomen dat het virus een beschermend omhulsel vormt en zich vermenigvuldigt.

"Onze studie biedt een cruciaal stukje van de puzzel om te begrijpen hoe virussen hun capsiden samenstellen", zegt Eva-Maria Strasser, een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Moleculaire Biologie van UC Berkeley en hoofdauteur van de studie. "Deze kennis zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe strategieën om virale infecties te bestrijden."

Ook kregen de onderzoekers inzicht in de rol van het bewegingseiwit in het assemblageproces. Het is bekend dat het bewegingseiwit betrokken is bij het transport van het virale genetische materiaal van de celkern naar de plaats van capside-assemblage, maar de rol ervan in het feitelijke assemblageproces werd niet goed begrepen. Uit de studie bleek dat het bewegingseiwit een structurele rol speelt bij de vorming van de zeshoekige bouwsteen, wat erop wijst dat het een dubbele functie heeft in de virale levenscyclus.

"Het bewegingseiwit lijkt twee taken te hebben:het helpt het genetische materiaal daar te komen waar het moet zijn, en het helpt ook bij het opbouwen van de capside", zegt Jennifer Doudna, onderzoeker van het Howard Hughes Medical Institute en hoogleraar moleculaire en celbiologie. , en senior auteur van de studie.

Het onderzoeksteam is van plan de rol van het bewegingseiwit in het assemblageproces verder te onderzoeken en te onderzoeken hoe de bevindingen op andere virussen kunnen worden toegepast. Ze hopen dat dit werk zal bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe antivirale therapieën en een dieper begrip van de virale biologie.