Cryo-EM-undersøgelse giver nye spor til skoldkopperinfektion

På trods af årtiers studier, præcis hvordan herpesvirus invaderer vores celler, er stadig noget af et mysterium. Nu studerer forskere et herpesvirus, varicella zoster -virus (VZV), der forårsager skoldkopper, kan have fundet et vigtigt fingerpeg:Et vigtigt protein, som virussen bruger til at starte infektion, fungerer ikke som tidligere antaget, forskere ved Stanford University og Department of Energy's SLAC National Accelerator Laboratory rapport 18. august i Naturkommunikation .

Resultaterne blev muliggjort ved højopløselig kryo-elektronmikroskopi (kryo-EM), som viste, at immunsystemet kan forhindre infektion ved at angribe et sted på proteinet på et uventet sted, sagde Stefan Oliver, en senior forsker i pædiatri ved Stanford og den nye undersøgelses første forfatter.

Herpesvirus inklusive VZV - sammen med HIV, coronavirusser, og en række andre virusfamilier - er indesluttet i en beskyttende membran, og det første trin i processen med at invadere en celle er, at viralhylsteret smelter sammen med cellens membran. I VZVs tilfælde, et protein kaldet gB, der sidder på ydersiden af ​​viralhylsteret, bruger et sæt molekylære fingre til at gribe fat i og smelte sammen med celler.

Men det viser sig, at det kun er en del af historien. For at undersøge, hvad der skete mere detaljeret, Oliver og kolleger brugte et antistof fra en patient, der forhindrede VZV-fusion med celler i cryo-EM-eksperimenter for at opdage, hvor antistoffet angriber gB.

Til Oliver og kollegers overraskelse, antistoffet bundet til et sted på gB langt fra fusionsfingrene, hvilket angiver, at det muligvis ikke er nødvendigt at målrette fingrene for at forhindre fusion med en celle. Dette resultat tyder på, at der kan være mere involveret i fusionsprocessen, som forårsager infektion, end blev realiseret.

At finde ud af præcis, hvordan fusionsprocessen fungerer, vil tage yderligere undersøgelser, der kan informere design af behandlinger og vacciner til andre herpesvira, Oliver sagde, da de også er afhængige af gB for at inficere celler. "Vacciner er i øjeblikket ikke tilgængelige for herpesvira, med undtagelse af den, der forhindrer VZV, så udviklingen af ​​vacciner, der er målrettet mod denne nyligt identificerede region af gB, har potentiale til at løse et vigtigt medicinsk behov. "

Oliver tilføjede, "Det var kun muligt at afdække denne mekanisme ved at generere en af ​​de højeste opløsningstrukturer i et viralt protein-antistof-par ved hjælp af cryo-EM. Uden cryo-EM-mulighederne ved SLAC ville disse fascinerende indsigter i de molekylære mekanismer for fusionsfunktion ikke have været opnåelig ".