Flexibele 'viruscontainer' mogelijk bruikbaar als nanotransporter
De eiwitmantel waarmee virussen hun genetische informatie beschermen, is net zo sterk als hard plastic, zoals PVC. Ook de vervorming die het eiwitkapseltje aankan voordat het stuk gaat, is bijzonder hoog. De virale mantel biedt dus niet alleen chemische, maar ook mechanische bescherming aan het virusgenoom. Deze bevindingen leverden dr. Gijs Wuite, met prof.dr. Christoph Schmidt en hun collega's van de faculteit Exacte Wetenschappen van de Vrije Universiteit in Amsterdam en de Stichting FOM een publicatie op in het gerenommeerde tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) van 7 mei 2004. Wuite stelt dat de mantel eigenlijk een 'viruscontainer' is en hij ziet praktische mogelijkheden voor de nanotechnologie, in de vorm van transport en opslag van stoffen of als reactievat.
De onderzoekers hebben de flexibiliteit en kracht van de virusmantel gemeten door met een naald te prikken in een virusmantel waaruit het DNA was verwijderd. Wuite maakte hiervoor gebruik van een Atomic Force Microscope (AFM). De AFM plaatst de naald met een nauwkeurigheid van enkele nanometers boven één virus, waarna gereguleerd druk wordt uitoefend en het effect op de virusmantel gemeten. De mantel, met een diameter van 50 nanometer - duizend maal kleiner dan die van een haar - blijkt pas bij enkele nanonewtons stuk te gaan. Vertaald naar macroschaal is die kracht groter dan nodig is om aluminiumlegeringen uit elkaar te trekken. Verder raakt het lege containertje op het breekpunt zo ingedrukt, dat de hoogte dan met eenderde afneemt. Die maximale vervorming van de viruscontainer blijkt echter afhankelijk van de plaats waar de naald druk uitoefent; dat komt omdat de eiwitten waaruit de mantel bestaat, niet overal hetzelfde zijn gerangschikt.
Wuite en zijn collega's namen voor hun onderzoek de mantel van bacteriofagen - virussen die bacteriën infecteren. Alle virussen hebben zo'n eiwitmantel, met name om zich te beschermen tijdens transport van de ene gastheer naar de andere. Daarnaast functioneert de gesloten mantel soms als hogedrukcontainer, waarin de noodzakelijke energie ligt opgeslagen voor het binnendringen van de gastheer. Zonder hun mantel zijn virussen dus niet in staat te infecteren. Informatie over de mechanische aspecten van de virusmantel, kan helpen een relatie bloot te leggen tussen de sterkte van de mantel en de levensduur (oftewel: virulentie) van het virus buiten de gastheer. Een dergelijke relatie zou voor onderzoek naar de behandeling van virale ziekten een stap voorwaarts zijn; tegen ziekmakende virussen in mensen is antivirale therapie nauwelijks nog voor handen.
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met Gijs Wuite, telefoon (020) 444 79 87.