Utrechtse onderzoekers helderen structuur op van 'sleuteleiwit' bij coronavirussen

Coronavirussen kunnen milde tot ernstige infecties veroorzaken aan de luchtwegen of het maag-darmkanaal van dieren en mensen. Onderzoekers van de faculteit Diergeneeskunde (Universiteit Utrecht, afdeling virologie) ontrafelden samen met onderzoekers in Frankrijk en Amerika de structuur van een belangrijk eiwit dat deze virussen gebruiken om hun doelcellen binnen te dringen. Hun bevindingen verschenen dezer dagen in het tijdschrift Nature.

Coronavirussen komen veelvuldig voor bij dieren, maar ook bij de mens. Zij veroorzaken vaak milde tot ernstige infecties aan de luchtwegen of het maag-darmkanaal. Bij mensen zijn al minimaal zes verschillende coronavirussen geïdentificeerd, waarvan de dodelijke SARS- en MERS-coronavirussen de meest bekende zijn.

Cellen binnendringen
Om een infectie succesvol te laten verlopen, moeten virussen hun genetisch materiaal (RNA) in hun doelcellen zien binnen te krijgen. Dat binnendringen gebeurt vaak via oppervlaktecellen (epitheelcellen) van het ademhalingssysteem of de darm. Ze doen dit door aan deze cellen te binden via een oppervlakte-eiwit op het virus – het zogeheten spike-eiwit. Vervolgens laten virussen hun omhulsel (membraan) versmelten met de membraan van de doelcel, waardoor het virale RNA in de cel vrijkomt. Het spike-eiwit van een coronavirus verzorgt zowel deze binding als de membraanfusie.

Nieuwe inzichten
De Utrechtse onderzoekers dr. Berend Jan Bosch en prof. dr. Peter Rottier, mede-auteurs van het artikel in Nature, begonnen al in 1998 aan de opheldering van de structuur van het spike-eiwit. Samen met collega’s van het Institut Pasteur in Parijs probeerden zij dat voor elkaar te krijgen met behulp van eiwitkristallisatie, maar dat mislukte voortdurend. Na jarenlange pogingen zijn ze er nu dan in geslaagd de structuur van het spike-eiwit op te helderen. Deze gedetailleerde kennis geeft belangrijke nieuwe inzichten in de mechanismen achter deze twee infectieprocessen.  

Eiwitstructuur ophelderen
Samen met onderzoekers van de University of Washington in Seattle (VS) pasten zij de nieuwste technieken toe op het gebied van elektronenmicroscopie. Zo konden zij de complexe structuur van het eiwit uiteindelijk ophelderen. De resultaten geven niet alleen nieuwe fundamentele inzichten in het infectieproces, maar bieden ook aanknopingspunten om gerichte strategieën te ontwikkelen ter behandeling of voorkoming van infecties.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature en is hier te lezen.