Ny indsigt i rotavirusmekanik kan føre til forbedrede behandlinger

Forskere har givet ny indsigt i mekanikken i en virus, der forårsager alvorlig diarré og sygdom hos små børn, ifølge en rapport offentliggjort i eLife .

Studiet, fra det autonome universitet i Madrid, Carlos III Health Institute og National Center for Biotechnology, Spanien, kunne åbne nye muligheder for at udvikle effektive behandlinger for rotavirus, som normalt inficerer børn op til fem år. Det er det første papir, der beskriver detaljeret samspillet mellem funktionen og de mekaniske egenskaber ved en 'flerlags' virus.

Viruspartikler omslutter deres genetiske materiale i en proteinskal designet til at beskytte, shuttle og frigive sit genom ved værtscellen. Strukturen af ​​viruspartikler skal derfor være stærk nok til at beskytte det virale genom i miljøer uden for cellen, og for at modstå angreb fra værtsimmunsystemet, for at sikre en vellykket infektion.

Mange dobbeltstrengede RNA-vira, såsom rotavirus, isolere deres genom i en kerneskal, der inkorporerer sit eget molekylære maskineri, så genomet kan replikere og sprede sig. Nogle vira tager dette et skridt videre og bygger ekstra koncentriske proteinlag, der fungerer på andre måder, såsom at hjælpe med at binde og trænge ind i deres målceller.

"Den komplette partikel af rotavirus dannes af tre uafhængige proteinskaller. Denne partikel og de subvirale partikler, der indeholder et eller to proteinlag, spiller forskellige roller under infektion, "forklarer hovedforfatter Manuel Jiménez-Zaragoza, Forskningsassistent i Institut for Fysik for Kondenseret Materie ved det autonome universitet i Madrid. "Vi ville se, hvordan interaktionerne mellem lagene, der definerer disse forskellige partikler, fungerer sammen under virusreplikationscyklussen."

Selvom tidligere undersøgelser har afsløret, hvordan man renser to-lags proteinpartikler, forfatterne til det nuværende værk har udviklet en ny måde at rense enkeltlagspartikler på, så de kan studeres individuelt. Efter rensning af disse subvirale partikler, holdet brugte et scanningsprobesystem kaldet atomkraftmikroskopi, hvilket indebærer at bruge en lille, skarp stylus til at deformere viruspartiklerne. Dette tillod dem at studere styrken og stabiliteten af ​​individuelle tredobbelte, dobbelt- og enkeltlagspartikler.

De opdagede et stærkt samspil mellem de ydre og mellemste lag, som de siger er afgørende for beskyttelsen af ​​den komplette viruspartikel. I mellemtiden, de interaktioner, der finder sted mellem det midterste og indre lag, hjælper virussen med at replikere sit genom blandt værtsceller, en proces kendt som transkription.

"Vores fund afslører, hvordan de tre proteinshellers biofysiske egenskaber er finjusteret, så rotavirus kan transporteres mellem værtsceller, "siger seniorforfatter Pedro de Pablo, Lektor ved det autonome universitet i Madrid. "Vi mener, at dette kan vise sig værdifuldt ved at tilbyde nye spillesteder til udvikling af nye antivirale strategier."