Når uordnede proteiner er vores – og virus – overlevelsesstrategi

I en ny bog har to professorer på Biologisk Institut, Københavns Universitet - Karen Skriver og Birthe B. Kragelund - sammen med mere end 100 forfattere verden rundt, samlet opskrifter til metoder og protokoller til at studere disse naturligt ufoldede proteiner (på engelsk; intrinsically disordered proteins, IDPs). Bogen kan blandt andet blive et vigtigt led i at forstå virus endnu bedre, end vi gør i dag.

Hvad er et virus, og hvorfor er det specielt?
Virus udgøres af en proteinkapsel, der omgiver dets arvemassen, som sammenlignet med menneskets er ganske simpel. Men for at dele sig og blive til flere vira, kræves et komplekst maskineri af proteiner, som virus ikke selv besidder. I stedet kaprer virus sin vært – f.eks. menneskets celler – og omprogrammerer værtens maskineri til at generere viruspartikler ud fra virus’ eget skabelon.

Det er bemærkelsesværdigt, at virus kun har ganske få gener, som kan oversættes til få proteiner. For eksempel indeholder SARS-CoV-2’s arvemasse opskrifter for kun 34 forskellige proteiner. Alligevel formår virus at kapre store, komplekse menneskeceller, som rummer opskrifter for mere end 30.000 forskellige proteiner.

- "Det har altid været lidt af en gåde, hvordan virus formår med så få redskaber at kontrollere sin vært. Det viser sig, at vi skal til at gentænke vores forståelse af, hvordan fabrikken er skruet sammen, hvis vi skal gennemskue både virus – og samtidig også en lang række sygdommes - modus operandi", siger professor Birthe B. Kragelund fra Biologisk Institut.

Sesam, sesam luk dig op! – Proteiner som universalnøgler til cellefabrikken
De processer, som holder vores celler i live, er drevet af kroppens mange forskellige proteiner. Nogle proteiner fungerer som maskiner, der fremstiller eller nedbryder molekyler i cellen, mens andre proteiner regulerer maskinernes produktion efter cellens behov. Sidstnævnte kan lade sig gøre, fordi proteinerne ”snakker sammen” ved at binde til hinanden: Hvis proteinernes form passer sammen som en nøgle i en lås, bliver et eller flere af disse proteiners funktion aktiveret eller slukket; helt på samme måde, som når den perfekte nøgle sættes i dens respektive lås og gør det muligt at åbne – eller låse - døren.

Den simple virus udnytter menneskets ufoldede proteiner som overlevelsesstrategi
Men ligesom man i film ser den listige karakter lirke en lås op med en hårnål, så har proteinerne udviklet en lige så effektiv løsning. Faktisk rummer både celler og vira opskrifter på proteiner, der ingen åbenlys form har, og man har dermed ikke umiddelbart set på dem som nøgler, men nærmere som funktionsløse. Indtil for ganske nylig ænsede forskerne ikke rigtigt disse proteiner, da ingen troede de havde en nævneværdig funktion.

- "Men vi ved nu, at mange af disse naturligt ufoldede proteiner er en slags universalnøgler, der besidder flere funktioner", siger Birthe B. Kragelund og fortsætter, "For blandt andet at blive bedre til at aflure disse proteiner og dermed forstå virus, skal vi til at kortlægge disse udfoldede proteiners multifunktionelle egenskaber. Det vil give os mulighed for at forstå præcis den mekanisme, hvorved virus formår at kapre menneskets celler."

Med denne viden vil forskerne forhåbentligt med tiden kunne finde frem til virus’ akilleshæl, som vil gøre det muligt at udvikle nye og mere effektive behandlinger.

Bogen "Intrinsically Disordered Proteins - Methods and Protocols" er netop udkommet på forlaget Springer. Den består af 46 kapitler og metoderne rækker fra studier af det enkelte molekyle til hele celler, og angiver trin-for-trin detaljer og råd fra internationale eksperter. Det er en af de få metodiske bøger om de ufoldede proteiner, som kan åbne op for helt nye indsigter - ikke blot i forhold til bekæmpelse af virus, men også for forståelsen af kroppens kamp mod en lang række andre sygdomme.