Virusomhulsel dankt zijn stevigheid aan zijn twintig hoekjes

Virusomhulsel dankt zijn stevigheid aan zijn twintig hoekjes
Virussen bestaan uit erfelijk materiaal in een omhulsel, dat meestal een
kenmerkende vorm heeft: twintig
driehoekige facetten die samen een
icosaëder vormen. Die typische
vorm verleent het omhulsel stevigheid, zo blijkt uit onderzoek van
Wouter Roos van de Vrije Universiteit in Amsterdam en collega’s (Physical Review Letters, 19oktober).
Roos en collega’s onderzochten
de stevigheid van die omhulsels bij
een relatief groot herpesvirus door
erop te drukken met de naald van
een tastmicroscoop, en te meten
hoeveel ze meegaven. Vervolgens
brachten ze met de tastmicroscoop
ook de gemaakte deuk in beeld.
Geometrie bleek bepalend. Het
omhulsel ontstaat uit honderden
kleinere eiwitten die spontaan aan
elkaar klitten in een honingraatpatroon. Maar op die manier zijn alleen vlakke lappen te maken, niet de
gesloten bolvorm die nodig is om de
inhoud netjes in te pakken.
Daarvoor zijn op de hoekpunten
eiwitten nodig die niet zes, maar vijf
buren hebben (net zoals bij een klassieke voetbal). Maar zulke ‘pentameren’ veroorzaken mechanische spanning, doordat ze slecht in het zeshoekige stramien passen. De vraag
was of die spanning een rol speelt in
de vorming van het omhulsel, of dat
die juist op een of andere manier
Tekeningen van 20-hoekige virussen waarin de eiwitten op de hoekpunten (‘pentameren’, in rood) worden weggehaald, zodat gaten ontstaan. Zonder pentameren is een virus niet stevig. B E E L D F O M
omzeild wordt.
Om dat te onderzoeken, maakten
Roos en collega’s gewone herpesomhulsels en varianten waarbij de
hoekpunten uitgesneden waren. Die
laatste bleken gemakkelijker indrukbaar, en de achtergelaten deuk
was groter. Ook waren ze bolvormiger dan de complete omhulsels.
Dat wijst erop dat de mechanische
spanning rond de pentameren de directe oorzaak is van de spitse hoekpunten en de geknikte ribben, twee
kenmerken die de icosaëder meer
stevigheid verlenen dan een bolvorm. Het klopt ook goed met computersimulaties van de virusomhulsels en met theorie over spanningen
in elastische vlakken.
De mechanische spanning van
pentameren wordt dus niet omzeild, maar speelt een hoofdrol bij
het ontstaan van de stevige icosaëdervorm, bijvoorbeeld door te zorgen dat de vorm knikt langs de ribben. Bruno van Wayenburg