Genetica

Gemuteerd coronavirus bindt tot zeven keer sterker aan receptor

Mutaties in het spike-eiwit van het coronavirus, zorgen voor een tot zeven keer sterkere binding aan de receptor op onze lichaamscellen. Dat ontdekten onderzoekers van het Erasmus MC na analyse van de coronavirus-varianten die voor het eerst beschreven werden in Engeland en Zuid-Afrika. Mogelijk draagt de sterke binding bij aan de snellere verspreiding van deze varianten.

Deel
1 likes
Leestijd 2 min
lebbink

De variant van het coronavirus die in Engeland geïdentificeerd werd, in de volksmond ook wel de Britse variant genoemd, bindt zeven keer sterker aan de zogenoemde ACE2-receptor op menselijke lichaamscellen dan de oorspronkelijke virusvariant uit Wuhan. De ‘Zuid-Afrikaanse variant’ bindt drie keer sterker. Dat concluderen de onderzoekers van de afdeling Moleculaire Genetica onder leiding van biochemicus dr. ir. Joyce Lebbink in het wetenschappelijke tijdschrift Journal of Molecular Biology.

Enkele atomen

Zeven keer sterkere binding is een groot verschil, vindt Lebbink. ‘Je moet je realiseren dat het gaat om één veranderd aminozuur tussen de oorspronkelijke variant en de variant uit Engeland. We praten over slechts enkele atomen die zo’n groot verschil veroorzaken.’

Mutaties in het spike-eiwit van het virus (blauwe bolletjes in grijze strengen) beïnvloeden de binding aan de ACE2-receptor op de lichaamscellen (oranje).

De sterkere binding kan volgens haar bijdragen aan de snellere verspreiding van de coronavirusmutanten. ‘Binding van het virus aan lichaamscellen is niet de enige factor die besmettelijkheid bepaalt, maar vanuit biochemisch opzicht verbaast deze correlatie ons niet. Deze virusvarianten binden langer aan de receptor dan het originele virus en hebben daardoor een grotere kans om de cel binnen te dringen.’

Over chip stromen

Bij het onderzoek kwam een staaltje genetisch en technologisch vernuft kijken. Met synthetisch DNA maakten de onderzoekers stukjes van het spike-eiwit van de coronavirusvarianten én de menselijke ACE2-receptor waaraan het virus bindt na. Door de stukjes spike-eiwit in een vloeistof over een chip met een laagje ACE2-receptoren te laten stromen, konden de wetenschappers bepalen hoe snel het spike-eiwit bindt aan de receptor en hoe snel het weer loslaat. Gecombineerd bepaalt dit de affiniteit, ofwel de sterkte van de binding. Door het experiment te herhalen met de verschillende virusvarianten, kwamen de onderzoekers tot een vergelijking.

DNA-reparatie

Lebbink en haar collega’s Charlie Laffeber, Kelly de Koning en prof. dr. Roland Kanaar werken normaal gesproken aan DNA-reparatie. Een compleet ander veld dan coronavirussen. ‘Het is een uitstapje, in gang gezet tijdens de eerste lockdown. We wilden – net als veel andere wetenschappers – iets bijdragen’, aldus Lebbink. De techniek die ze gebruiken om bijvoorbeeld te meten hoe gemuteerde eiwitten binden aan het DNA, bleek net zo goed toepasbaar voor de interactie tussen coronavirus en ACE2-receptor. Ondertussen is het normale werk weer grotendeels opgestart, maar er zijn plannen om ook de binding van de variant die in India voor problemen zorgt te bepalen.

Lees ook