ENGINEERINGNET.BE - Het norovirus zorgt elk jaar voor circa 685 miljoen ziektegevallen en 200.000 sterfgevallen wereldwijd, aldus schattingen van de Wereldgezondheidsorganisatie.
Wetenschappers begrijpen nog niet goed hoe het virus de controle over cellen overneemt en nieuwe kopieën van zichzelf maakt.
Als het norovirus een cel infecteert, verandert het onderdelen van die cel. Zo ontstaan kleine, afgeschermde ruimtes waarin het virus zijn genetisch materiaal kan kopiëren door nieuwe RNA-moleculen te maken.
Deze virusfabriekjes zijn omgeven door een membraan en bieden mogelijk bescherming tegen de afweermechanismen van de cel. Het nieuwe RNA moet echter de afgeschermde ruimte kunnen verlaten om te helpen bij de aanmaak van viruseiwitten of om te worden verpakt in nieuwe virusdeeltjes. Hoe het RNA zich precies verplaatst, was tot nu toe onduidelijk.
De nieuwe studie wijst erop dat NS3 eiwitten dit probleem mogelijk oplossen voor het virus. De onderzoekers gebruikten AI, geavanceerde microscopie en laboratoriumexperimenten om een gedetailleerd beeld van het eiwit te krijgen.
Ze ontdekten dat zes NS3-eiwitten zich kunnen samenvoegen tot een ringvormige moleculaire motor die bindt aan RNA van het virus. Deze structuur heeft een centraal kanaal en AI-modellen voorspellen dat een deel het membraan doorkruist. Dit wijst op een mogelijke route waarlangs het nieuwe RNA het omringende membraan kan passeren.
Om NS3 in detail te bestuderen, maakten de onderzoekers een gezuiverde versie van het eiwit in het lab. Vervolgens gebruikten ze cryo-elektronenmicroscopie, een geavanceerde techniek om de 3D vorm van eiwitten zichtbaar te maken.
Daaruit bleek dat NS3 zich samenvoegt tot een ring die uit zes delen bestaat met een centraal kanaal. Biochemische experimenten lieten zien dat het eiwit energie gebruikt uit ATP, een molecuul dat cellen als energiebron gebruiken.
De NS3-eiwitten bleken zich te kunnen binden aan enkelstrengs RNA. De onderzoekers veranderden ook bepaalde aminozuren in het voorspelde NS3-kanaal.
Verschillende van deze veranderingen maakten het veel moeilijker om besmettelijke virusdeeltjes terug te vinden in experimenten. Deze resultaten ondersteunen het idee dat NS3 mogelijk helpt om RNA van het virus tijdens een infectie te verplaatsen.
De onderzoekers benadrukken dat ze nog niet hebben gezien dat RNA daadwerkelijk door het NS3-kanaal beweegt. De volgende stap is om het volledige eiwit te bestuderen in een membraanomgeving die meer lijkt op die in geïnfecteerde cellen.
Als NS3 inderdaad belangrijk is voor het transport van RNA tijdens een virusinfectie, kan het verstoren van dit proces een manier zijn om de vermenigvuldiging van het norovirus tegen te gaan.
Zulke medicijnen zijn nog ver weg, maar het nieuwe model geeft onderzoekers een duidelijker beeld van waar ze moeten zoeken.
Partners in het onderzoek zijn de Vrije Universiteit Amsterdam en de University of Leeds.
