Utrechtse wetenschappers ontdekken moleculaire motor buikgriepvirus

Utrechtse onderzoekers hebben samen met partners nieuwe details onthuld over het eiwit NS3, dat het hardnekkige en zeer besmettelijke norovirus helpt bij zijn vermenigvuldiging. Het werk, dat onlangs verscheen in Nature Communications, brengt een tot dusver onbegrepen stap van het buikgriepvirus in kaart en kan op termijn deuren openen naar virusremmende medicijnen.

Het norovirus treft jaarlijks wereldwijd honderden miljoenen mensen en zorgt in Nederland volgens het RIVM naar schatting voor zo’n 900.000 ziekenvallen per jaar. Hoewel uitbraken met overgeven en diarree in verpleeghuizen, ziekenhuizen, scholen en cruiseschepen bekend zijn, begrepen wetenschappers nog altijd niet volledig hoe het virus de controle over onze cellen overneemt.

Virusfabriekjes en transportproblemen

Bij een infectie dwingt het virus de cel om kleine, afgeschermde ruimtes te vormen. Binnen deze membraanomgeven virusfabriekjes kopieert het norovirus zijn genetisch materiaal. Dit biedt bescherming tegen de cellulaire afweer, maar creëert tegelijkertijd een flessenhals: het nieuwe RNA moet de afgeschermde ruimte zien te verlaten om nieuwe viruseiwitten te maken of te worden verpakt.

Tot heden bleef het onduidelijk hoe dat genetische materiaal precies ontsnapt. Nieuwe analyses met kunstmatige intelligentie, geavanceerde microscopie en labproeven tonen aan dat NS3-eiwitten dit transportprobleem oplossen.

Ringvormige motor

Zes NS3-eiwitten blijken in staat zich te koppelen tot een ringvormige moleculaire motor met een centraal kanaal. Uit experimenten met cryo-elektronenmicroscopie blijkt dat het eiwit energie put uit ATP-moleculen om zich te binden aan enkelstrengs RNA.

“Norovirus is een groot probleem voor de volksgezondheid, maar we weten nog verrassend weinig over sommige basale stappen van de vermenigvuldiging van het virus”, licht viroloog Daniel Hurdiss, leider van het Utrechtse onderzoeksteam, toe. “Door de structuur van NS3 bloot te leggen, zien we hoe dit eiwit zich samenvoegt tot een moleculaire motor.”

Blokkeren van het proces

Hoewel nog niet direct is waargenomen hoe RNA door het kanaal beweegt, wijzen gerichte mutaties in aminozuren uit dat verstoringen in het kanaal de aanmaak van besmettelijke deeltjes flink bemoeilijken. Het team hoopt in vervolgonderzoek te testen hoe de motor functioneert in een realistische membraanomgeving.

Mocht blijken dat dit mechanisme cruciaal is voor de verspreiding, dan kan het lamleggen van deze motor een ingang bieden voor toekomstige medicijnen. De opgedane kennis helpt bovendien bij het doorgronden van vergelijkbare motoren in andere virussen die mensen, dieren en planten treffen.

Bron: Universiteit Utrecht