Lo studio è stato svolto dal gruppo di ricercatori del Dipartimento di Biologia Strutturale Molecolare del Max-Planck Institute of Biochemistry di Monaco di Baviera. Diretto dal Prof. Wolfgang Baumeister, lo studio porta la firma del dal virologo strutturale Luca Zinzula.
Il morbillivirus dei cetacei è un patogeno altamente contagioso che infetta i mammiferi marini in tutto il globo, causando una malattia respiratoria e neurologica con esito spesso fatale. Il lavoro descrive per la prima volta la struttura atomica del morbillivirus dei cetacei nella sua componente fondamentale, il nucleocapside, un complesso di proteine e RNA in cui sono conservate le informazioni genetiche del virus. La struttura è stata ottenuta mediante l’innovativa tecnica della crio-microscopia elettronica (cryo-electron microscopy, abbreviato cryo-EM) attraverso la quale sono state combinate fra loro migliaia di immagini, in cui il complesso del virus è stato fotografato da angolazioni diverse per ottenere una struttura tridimensionale. Per farlo sono stati utilizzati dei supercomputer e un microscopio elettronico molto potente, nel quale il campione biologico viene mantenuto in condizioni criogeniche, a temperature intorno a – 180 ºC, che consentono di fotografarlo ad elevati ingrandimenti senza che venga danneggiato dal fascio di elettroni che lo attraversa.
Un cetaceo vittima del morbillivirus
La struttura del nucleocapside del morbillivirus dei cetacei somiglia ad un cavo telefonico spirale. L’equivalente del filo è costituito dal genoma a RNA del virus, ricoperto da una “guaina” di proteine, chiamate nucleoproteine, disposte l’una accanto all’altra e impilate in dischi successivi. Questa struttura permette di preservare le informazioni genetiche contenute nell’RNA e di renderle prontamente disponibili durante la replicazione del genoma virale. La ricerca condotta pone le basi per la comprensione dei meccanismi molecolari attraverso cui si esplica il ciclo d’infezione virale del morbillivirus dei cetacei, ed è un passo fondamentale per lo sviluppo di contromisure terapeutiche e strumenti diagnostici dedicati.
Un’importante osservazione dello studio è che, seppur organizzate in modo simile a quelle del morbillo umano (il suo parente più vicino di cui si conosca l’analoga struttura) le nucleoproteine del morbillivirus dei cetacei legano l’RNA molto più saldamente e sono più saldamente unite l’una all’altra. Tuttavia, non è chiaro al momento quali possano essere le implicazioni funzionali di queste differenze. Inoltre, si é osservato che i ceppi di morbillivirus dei cetacei circolanti nel Mediterraneo e in altri mari presentano delle mutazioni a carico delle nucleoproteine che possono influire sul modo in cui queste si assemblano a formare la struttura descritta. Quindi, teoricamente, influire anche sulla velocità con cui il virus si replica nelle cellule. Questi risultati sono molto importanti alla luce del fatto che il morbillivirus dei cetacei negli ultimi anni ha drammaticamente ampliato il ventaglio di specie di mammiferi marini infettate, includendo (rispetto ai delfinidi delle prime epidemie occorse a metà degli anni novanta e duemila, che comprendevano le specie stenella, delfino comune, tursiope, grampo, globicefalo e zifio) anche specie di grandi cetacei come il capodoglio, la balenottera comune, la megattera, la balena franca e persino l’orca, dove è stato rinvenuto per la prima volta nel 2020. Alla luce dei risultati di questo studio, sarà importante monitorare se le varianti della nucleoproteina mappate sono associate a differenze nella patogenicità e trasmissibilità del virus, o nella sua capacità di infettare specie diverse.
Lo studio : Cryo-EM structure of the cetacean morbillivirus nucleoprotein-RNA complex
