NUS-biofysiker har upptäckt nya konformationsförändringar och strukturell dynamik hos dengueviruset under deras överföring till mänskliga värdar.

Dengueinfektion är en myggburen tropisk sjukdom som orsakas av dengueviruset. Den drabbar cirka 400 miljoner människor världen över och är en av de vanligaste myggburna virussjukdomarna i Singapore. Dengueinfektion kan vara dödlig och det finns ingen effektiv behandling tillgänglig. Det överförs genom mygghonans bett och kan inte spridas direkt från person till person genom kontakt. En mygga infekteras när den livnär sig på en dengue-infekterad person och viruset överförs till andra människor när den infekterade myggan biter dem.

Professor Thorsten WOHLAND från institutionerna för biologiska vetenskaper och kemi, NUS och hans forskargrupp har upptäckt att den strukturella dynamiken, men inte de specifika virusmorfologierna, är korrelerade till förmågan hos vissa stammar av denguevirus att etablera en infektion (infektivitet). Medan strukturerna hos dengueviruset förändras dramatiskt i mygga och mänskliga värdar på grund av temperaturskillnader, varken smittsamhet eller virushöljets strukturella dynamik förändras. Denguevirusets infektionsförmåga och strukturella dynamik påverkas endast när det utsätts för feberliknande temperaturer på 40 grader C. Vid 40 grader C, det finns en minskning av virusinfektiviteten med mer än tre gånger och en 2,5 gångers minskning av virusstrukturens dynamik. Dessa fynd har en enorm potential för att utarbeta nya strategier för att blockera dengueinfektion genom att rikta in sig på virusets strukturella dynamik.

När dengueviruset kommer in i en mänsklig värd, det sker en temperaturförändring från cirka 25 grader C (inuti myggan) till 37 grader C (inuti en frisk människa) eller 40 grader C (inuti en dengue-infekterad människa). Denna temperaturskillnad gör att dengueviruset "blåser upp" och blir ungefär tre gånger mindre smittsamt. Dock, denna förlust av virusinfektivitet inträffar först efter att dengueviruset upplevde en temperatur på 40 grader C. Teamet fann också att i frånvaro av tvåvärda katjoner (Ca) ₂ ⁺ , Mg ₂ ⁺ ), dengueviruset förblir i sitt "uppblåsta" tillstånd även när temperaturen återgår till 25 grader C. Detta händer när viruset överförs tillbaka till en mygga från en mänsklig värd. Dengueviruset kommer endast att dra ihop sig delvis i närvaro av tvåvärda katjoner. Genom att övervaka påverkan på dengueviruset på grund av temperatur och närvaron av tvåvärda katjoner, detta arbete har hjälpt till att fastställa korrelationen mellan virusstrukturens dynamik och virusinfektivitet.

Prof Wohland sa, "Vår forskargrupp utökar planerna för djupgående undersökningar av dengue och dess livscykel. Vi utökar även dessa strategier till andra närbesläktade virus för att ge nya ledtrådar för utvecklingen av antivirala strategier."

Figur som visar de morfologiska och strukturella förändringarna i dengueviruset vid olika temperaturer. Vid 25 grader C, höljeproteiner vid membranet av dengueviruset förblir i omedelbar närhet och virusets diameter är 50 nm. Vid ökning av temperaturer till mer än eller lika med 37 grader C, avståndet mellan höljesproteiner och virus ökar. Detta leder till "puffning" av dengueviruset och dess diameter ökar till 55nm. Teamet upptäckte att när temperaturen sjunker (tillbaka till 25 grader C), Dengueviruset kommer delvis att dra ihop sig endast när det finns tvåvärda katjoner i dess omgivning. DI, DII och DIII är tre exponerade domäner av höljesproteinet på virusytan.