I sidste uge beviste videnskabsmænd, at elektroner er runde - en opdagelse, der kastede fysikere i en halespind. Nu kan andre videnskabsmænd være lige så forfærdede over at høre, at det modsatte er tilfældet med et andet tvivlsomt rundt emne: sfæriske vira. Det viser sig, at de ikke er så runde, som alle troede, finder en ny undersøgelse.
Ved at lægge følelserne hos skuffede sfæreelskere til side, kan fundene spille en vigtig rolle inden for virologiområdet: De kan påvirke, hvordan vira undersøges, og kan påvirke strategier, der bruges til at behandle virussygdomme, ifølge undersøgelsen.
Visse typer vira er icosahedral eller 20-sidet. Siden 1950'erne blev disse vira betragtet som symmetriske kugler, hvor 20 trekantede facetter var lige fordelt koncentrisk over deres overflader.
Den længe antagede geometri af disse vira blev formet af forskernes forståelse af, hvordan proteiner replikerer, hvilket antydede, at vira blev bygget fra mange identiske kopier af den samme proteinstruktur, sagde studiemedlem Michael Rossmann, professor i Institut for Biologisk Institut Videnskaber ved Purdue University i Indiana. Alle disse identiske kopier ville derfor mødes og danne en symmetrisk form.
Faktisk forøgede undersøgelse af sfæriske vira under mikroskopet siden 1950'erne forestillingen om deres symmetri. Det viste sig imidlertid, at forskere ikke så hele billedet.
Så det kom som en stor overraskelse, da Rossmann og hans kolleger opdagede, at flavivira - en slægt, der inkluderer Zika og dengue - var asymmetrisk, forklarede han.
"Fordi alle undersøgelser af vira i mange årtier har antaget symmetri, havde vi ikke set på vira med tilstrækkelig omhu. Vi tog antagelser, der overstyr disse variationer," fortalte Rossmann til Live Science.
En ujævn overflade
I den nye undersøgelse, der blev offentliggjort online 22. oktober i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences, brugte Rossmann og hans kolleger kryo-elektronmikroskopi eller kryo-EM til at generere 3D-modeller i høj opløsning af en flavivirus. Ved at afkøle prøver til ekstreme temperaturer afslører cryo-EM detaljer om vira på atomniveau.
Fordi sfæriske vira blev antaget at være perfekte kugler, blev denne fremgangsmåde typisk afsluttet med en behandlingsteknik kendt som et symmetribehov, hvilket skabte en symmetrisk model ud fra dataene, rapporterede forskerne.
I den nye undersøgelse udeladte forskerne det sidste trin. De kiggede på umodne og modne Kunjin-vira (en undertype af West Nile-virus), og i begge former fandt de buler, der stak ud på den ene side af virussen. Med andre ord farvel symmetri.
Disse buler tager form, når en ung virus knopper fra en anden virus inde i en værtscelle, ifølge undersøgelsen. Når proteiner i den nye viruss ydre membran krymper for at lukke åbningen, danner de en form, der ikke er så perfekt som de andre facetter på virussens overflade, sagde studieforfatter Richard Kuhn, også professor ved Purdues Institut for Biologisk videnskaber.
"Halsen på denne spirende partikel bliver meget smal, når den klemmes af, og de omkringliggende skaller begynder at ramme hinanden," sagde Kuhn i en erklæring. "Vi tror, at de måske ikke griber det rigtige antal proteiner til at fremstille en icosahedron, og resultatet er en partikel, der har en forvrængning på den ene side."
Forskerne opdagede også, at umodne vira uregelmæssigt havde placeret nukleocapsider eller kernestrukturer. I unge vira lå kernen tættere på den ene side af den ydre skal, skønt den flyttede til midten, da virussen modnes, skrev forskerne i undersøgelsen.
Disse nyfundne uregelmæssigheder giver sandsynligvis indsigt i, hvordan nye vira samles, når de vokser i en inficeret celle, og at afsløre disse funktioner, og hvordan de fungerer, kunne tilbyde forskere nye mål for antivirale behandlinger, sagde Rossmann.
”Enhver antiviral virkning ved at forstyrre virusets normale livscyklus - en måde at forstyrre det på er at stoppe den første samling af virussen,” sagde han.
