Voor de eerste keer, onderzoekers hebben cryo-elektronenmicroscopie kunnen gebruiken, om de gedetailleerde structuur van het gewone herpesvirus te onthullen.

Onderzoekers van de Universiteit van Glasgow gebruikten de geavanceerde techniek om te onthullen, in hoge resolutie, de biologische mechanismen die het herpesvirus gebruikt om mensen te infecteren. De bevindingen worden vandaag gepubliceerd in PLOS Biologie .

De onderzoekers hopen nu dat deze bevindingen kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe medicijnen om het virus te behandelen.

De herpesfamilie omvat de virussen die zowel koortsblaasjes als waterpokken veroorzaken. Leden van deze familie van virussen kunnen ook kanker en ernstige ziekten veroorzaken bij het ongeboren kind.

Echter, op slechts 1/10, een duizendste van een millimeter in diameter, de capside - of schaal - die het herpesvirus gebruikt om zijn DNA op te slaan en zijn gastheer te infecteren, is tot nu toe moeilijk te analyseren voor wetenschappers.

Herpesvirussen veroorzaken infectie door hun DNA in onze cellen te introduceren. Om dit te doen, ze verpakken hun DNA in een beschermende laag die een capside wordt genoemd. De capside is bolvormig en zeer symmetrisch.

De onderzoekers gebruikten cryo-elektronenmicroscopie om de structuur te onthullen van een motorachtig geheel dat een portaal wordt genoemd. Herpesvirussen pompen hun DNA via het portaal in voorgemonteerde capsiden. Wanneer een herpesvirus onze cellen infecteert, het DNA wordt door dezelfde portaalmachine uit de capside geworpen.

Dr. David Bhella, hoofdauteur van de studie van het MRC-University of Glasgow Centre for Virus Research, zei:"Cryo-elektronenmicroscopie, In combinatie met nieuwe computationele beeldverwerkingsmethoden konden we de gedetailleerde structuur onthullen van de unieke machine waarmee het virus DNA in de capside verpakt. Het DNA is zeer strak verpakt, een druk bereiken die vergelijkbaar is met die in een fles champagne.

"We hopen dat deze studie uiteindelijk zal leiden tot de ontwikkeling van nieuwe medicijnen voor de behandeling van acute herpesvirusinfecties, door het ontwerp van medicijnen die de werking van de portaalmotor zullen blokkeren."

Naast het onthullen van de vorm van de portaalmachines, deze studie onthulde ook hoe het virus zijn DNA in de capside verpakt. Afzonderlijke strengen DNA werden opgerold in een spoel, eerder als een bol wol.

De ontwikkeling van cryo-EM als techniek voor het oplossen van gedetailleerde atomaire structuren is ontwikkeld in het MRC Laboratory of Molecular Biology.

Dr. Jonathan Pearce, Hoofd Infecties en Immuniteit bij het MRC, zei:"Dr. Bhella en zijn team hebben deze techniek nu gebruikt om de structuur van het herpesvirus op te helderen, het onthullen van een 'moleculaire machine' die betrokken is bij virusreplicatie. De bevindingen geven wetenschappers een beter begrip van het virus en zijn anatomie, en, beurtelings, een inzicht in potentiële nieuwe therapeutische doelen.

"Deze elegante experimenten illustreren het potentieel van het Scottish Centre for Macromolecular Imaging, dat later dit jaar op de CVR zal worden gelanceerd. geleid door Dr. Bhella, die essentieel onderzoek zal ondersteunen naar ziekten die de grootste bedreiging vormen voor de menselijke gezondheid."

De studie, "Structuur van het herpes-simplex-virus portal-vertex" is gepubliceerd in PLOS Biologie .