Zie Nieuws

Een nieuw sjabloon voor niet-bolvormige nanokooien van virussen Virusachtige deeltjes en hun toepassingen

In de natuur gebruiken virussen nanokooien om hun genoom te beschermen. Sommige van deze virussen kunnen uit elkaar worden gehaald tot losse eiwiteenheden om hun genoom te uit te halen.  Deze eiwiteenheden kunnen dan weer worden opgebouwd tot nanokooien met andere sjablonen, de zogenaamde virusachtige deeltjes. UT-promovenda Shuqin Cao werkte voor haar proefschrift aan een nieuw sjabloon voor deze virusachtige deeltjes om ze te gebruiken in verschillende biomedische toepassingen. 

Cao werkte aan het Cowpea Chlorotic Mottic Virus (CCMV). CCMV is een plantenvirus, dat zeer eenvoudig te produceren is, niet schadelijk is voor de mens en gebruikt wordt voor het toedienen van medicijnen en genen. Normaal gesproken is CCMV bolvormig en door zijn natuurlijke structuur heeft de nanokooi beperkingen voor de verpakking van niet-bolvorminge, functionele lading.

Coating nanodiamanten

Cao was in staat om verschillende anorganische, niet-bolvormige materialen – zoals fluorescerende nanodiamanten (fND's) – te coaten met de eiwitten van de CCMV-nanokooi.  Deze extreem kleine diamanten stralen licht uit wanneer ze met geel licht worden beschenen, waardoor het mogelijk is om ze te volgen met een microscoop. "Door de fND's te bedekken met eiwitten van CCMV konden de cellen de fND's opnemen, dat is uniek", zegt Cao.  De coating van de eiwitten werkt als een barrière die de lading beschermt tegen de omgeving, maar ook de omgeving beschermt tegen de lading. 

In haar proefschrift beschrijft Cao nog twee andere voorbeelden van lading met biomedische toepassingen die ze kon coaten met het eiwit van CCMV. Twee voorbeelden zijn gouden nanostaven en koolstofnanobuizen.  "Gouden nanostaven kunnen worden gebruikt voor bio-imaging, net als fND's, maar ook voor andere toepassingen zoals het vernietigen van ongewenste (kanker)cellen", zegt Cao.  De hitte die de nanostaven creëren als ze met groen licht worden geraakt, kan een cel doden.  In plaats van een coating te gebruiken die ook giftig is voor de rest van het lichaam, kunnen CCMV-eiwitten worden gebruikt als een veilig alternatief.

Andere vormen

Volgens Cao zou dit principe van het coaten van de lading met eiwitten kunnen worden uitgebreid naar andere soorten nanokooien.  Er zijn nog enkele uitdagingen, zoals de stabiliteit van de gebruikte eiwitten, maar toch hebben nanokooien gemaakt van viruseiwitten grote potentie als bouwstenen om meer functionele materialen te maken. 

Meer informatie

Shuqin Cao is geboren in Chongqing, China.  In september 2015 begon Shuqin haar PhD in de groep Biomolecular Nanotechnology (BNT, Faculteit TNW) onder begeleiding van Prof. Dr. Jeroen J.L.M. Cornelissen. Ze combineerde aspecten uit de polymeer- en supramoleculaire chemie om het assemblagegedrag van virusachtige deeltjes te beheersen.  Ze deed haar onderzoek in samenwerking met Prof. Tanja Weil groep van het Max Planck Instituut voor Polymeeronderzoek en het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie

De openbare verdediging van haar proefschrift vindt plaats op vrijdag 28 februari 2020.  Een digitale versie van haar proefschrift, getiteld Controlling the Assembly of Protein Cages towards Functional Supramolecular Materials, is op aanvraag beschikbaar.

K.W. Wesselink MSc (Kees)
Communicatiemedewerker (aanwezig ma-vr)