Scientists map the internal architecture of giant viruses for the first time
Researchers have created the first detailed blueprint of how proteins are organized inside melbournevirus, a giant DNA virus, using a combination of advanced imaging and mass spectrometry. The breakthrough could accelerate drug development and biosecurity efforts by revealing how these massive viruses are structured and assembled.
Originaltitel: Integrative structural interactomics reveals protein organization and structure in a giant virus.
Forskare vid Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie i Berlin har kartlagt strukturen av ett jättevirusets proteinkomplex med en integrerande metod som kombinerar korslänkningsmassspektrometri, kvantitativ proteomik och kryo-EM. Studierna allokerar 88 virala proteiner till olika subkompartment i virionen och föreslår topologier för 25 inre membranproteiner. Arbetet identifierar åtta kapsidbehöriga komponenter, inklusive proteiner som förankrar kapsidskal till membranen – kritiska punkter under virusmodningen. Resultaten öppnar vägen för att förstå biologisk arkitektur i svårkaraktäriserade system utan homologa referenser. För leverantörer av analysverktyg inom strukturell biologi och proteomik är detta en validering av integrerande arbetssätt. För virusvaccin- och antivirala läkemedelsutvecklare signalerar det nya angreppsytor på virala strukturer som tidigare varit dolda. Studien utgörs av tysk-japansk-svensk forskningsmiljö med stöd från EU, DFG och Vetenskapsrådet.
Giant viruses are large DNA viruses that infect unicellular and multicellular eukaryotes and form exceptionally large extracellular particles. (Meta)genomics and (meta)transcriptomics have provided insight into their diverse coding repertoire, but many of the proteins remain to be characterized as they lack homology with known proteins. Here, we integrate cross-linking mass spectrometry, quantitative proteomics, computational tools and cryo-EM data to characterize the protein architecture of intact melbournevirus particles. Based on this, we allocate 88 viral proteins to different virion sub-compartments and propose topologies of 25 inner membrane proteins. We assign eight components of the capsid in cryo-EM data, including proteins that tether the capsid shell to the membrane, reflecting key points in virion maturation. The data provide a valuable resource and demonstrate the power of an integrative approach to gain system-level structural insights into a poorly characterized biological system.