De scherpe kantjes van een virus
Biofysici van de Stichting FOM, de Vrije Universiteit Amsterdam en de Universiteit van California te Los Angeles hebben een negen jaar oude voorspelling bevestigd over waarom virussen vaak zo hoekig zijn. De meeste virussen zijn namelijk niet rond, maar hebben een icosaëdrische structuur, zoals een twintigzijdige dobbelsteen. Het virusomhulsel bestaat uit eiwitten die in een honingraatachtig patroon zijn geordend. Doordat deze eiwitten zich in elkaar vouwen ontstaan er spanningen op de hoekpunten. De onderzoekers hebben nu laten zien dat die ervoor zorgen dat een virus zo hoekig wordt. Ze publiceerden hun resultaten 19 oktober in Physical Review Letters.
Nanotechnologie
Virussen zijn in de natuur voorkomende nanodeeltjes gevuld met erfelijk materiaal. Biofysici proberen hun structuur op te helderen, als inspiratiebron voor de ontwikkeling van andere nanodeeltjes. Bijvoorbeeld voor ziekenhuizen of de industrie, waar nanodeeltjes worden gebruikt om bepaalde stoffen te transporteren en op een specifieke plaats af te leveren. Er zijn al veel modellen die de vorm van virussen kunnen verklaren, maar kloppen die ook? De onderzoekers richtten zich op een veelbelovende, maar nooit geteste theorie uit 2003, die voorspelt dat de hoekpunten van virale nanodeeltjes onder spanning staan en ervoor zorgen dat de virussen hun karakteristieke icosaëdrische vorm krijgen.
Hoekjes bijvijlen
De onderzoekers moesten een indirecte methode ontwikkelen om deze spanning aan te tonen, omdat die niet direct te meten is. Ze vergeleken de hoekige virussen met virussen zonder hoekjes (een soort voetballen), die ze maakten door met biochemische technieken de scherpe kantjes er als het ware af te vijlen. Om de stijfheid van deze virusmantels te testen, drukten ze de virusdeeltjes plat met een minuscuul naaldje van een tastmicroscoop. Bij de onbehandelde virussen kostte dat meer moeite, die bleken veel steviger. Dit mechanische verschil is alleen te verklaren door aan te nemen dat de virussen onder spanning staan.
Hiermee hebben FOM-werkgroepleider prof.dr. Gijs Wuite en voormalig FOM-postdoc dr. Wouter Roos, ondersteund door de simulaties van hun Amerikaanse collega, aangetoond dat bestaande concepten heel goed toepasbaar zijn om virussen te beschrijven. Een belangrijke stap vooruit, want nu kan die kennis direct worden toegepast op virussen en andere nanodeeltjes.
Referentie
Unlocking Internal Pre-stress from Protein Nanoshells
W.S. Klug, W.H. Roos, G.J.L. Wuite
DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.168104
Meer informatie
Wouter Roos (020) 598 39 74
http://www.few.vu.nl/~wroos/