Nanofilmpje helpt virus te begrijpen
Door Rouèl Gnodde
By Rouèl Gnodde
‘Natuurkundigen zijn eigenlijk een beetje als kinderen’, zegt Wouter Roos. ‘Ze hebben iets leuks gevonden en dan willen ze ermee spelen.’ Zo kwamen ze in de wereld van de virologie terecht met de nieuwe technieken die ze ontwikkelden. En daar worden ze – zeker nu – met open armen ontvangen.
Die technieken leveren namelijk hele nieuwe inzichten op, weet Roos, zelf natuurkundig viroloog. In een artikel voor Nature Reviews Physics kijkt hij samen met collega’s Robijn Bruinsma en Gijs Wuite ‘hoe antivirale medicijnen de dynamica en mechanica van de virusdeeltjes veranderen’, vertelt hij.
Microscoop
Razend interessant vindt hij het gebruik daarbij van een atomic force microscope (AFM) om te filmen hoe viruseiwitten uit zichzelf aan elkaar gaan plakken. ‘Als dingen heel klein zijn, kan je ze met een lichtmicroscoop ook niet meer zien’, legt Roos uit. Daarom doet een AFM alles op de tast. ‘Een beetje als een ouderwetse platenspeler die over een plaat beweegt, zo gaat de AFM met een hele scherpe naald over de oppervlakte.’
De signalen worden dan met een computer afgelezen en getekend als een hoogtekaart. ‘Zo kan je atomaire resolutie krijgen, hoewel dat niet lukt op biologisch materiaal zoals virussen.’
In dit filmpje van nanoformaat is te zien hoe de viruseiwitten vanzelf aan elkaar gaan kleven tot zeshoekjes van een honderdmiljoenste meter. Sommige eiwitten laten tussendoor echter ook weer eventjes los, een soort ‘autonoom knip- en plakwerk’ dus, zegt Roos.
Hij beschrijft in zijn overzicht in Nature Reviews Physics nog veel meer van dit soort technieken die inzichten opleveren over de bouw van virussen. Een daarvan is het optisch pincet dat DNA vastklemt tussen bolletjes die op hun plaats worden gehouden met lasers. Een andere techniek is een microscopische manipulatiemethode die op geluid gebaseerd is.
Waardevolle inzichten
Maar de technieken zelf zijn voor Roos niet het meest verrassende element. Hij beschrijft hoe verbazingwekkend hij het vond om te zien hoe de bouwstenen zich arrangeren. ‘Het was altijd heel onduidelijk hoe de bouwstenen aan elkaar klikken, en hoe dynamisch het proces is.’
Aan dit soort inzichten hechten virologen veel waarde, helemaal ten tijde van een pandemie. Zo kunnen wetenschappers nu bekijken wat voor invloed antivirale middelen hebben op het knip- en plakwerk van viruseiwitten. ‘Er wordt nog weinig gekeken naar assemblage, omdat het zo moeilijk te volgen is’, zegt Roos. ‘Maar dat lukt ons nu. En als volgende stap kan je dan kijken hoe we gericht antivirale middelen kunnen ontwikkelen die op de virusbouw aangrijpen.’
Toepasbaar onderzoek
Het fundamentele onderzoek is ook op zichzelf van belang. ‘Een groot deel van de technieken die in het dagelijks leven worden gebruikt, zijn toch per toeval ontdekt’, stelt Roos. Maar slechts een heel klein deel van fundamenteel onderzoek leidt ook echt tot iets toepasbaars en dat blijkt van tevoren echt niet in te schatten.
‘Er zijn mooie voorbeelden van topwetenschappers die indertijd op nieuw onderzoek reageerden van een techniek die nu, vijftig jaar later, algemene toepassing heeft gevonden. Ze zeiden toen: “Dit is zo ongelooflijk onbelangrijk, hier heb je echt helemaal niks aan.” Dat geeft maar weer aan hoe moeilijk het is om in te schatten wat de economische waarde van fundamenteel onderzoek is.’