Tredimensionell mikroskopi avslöjar hur fästingvirus förökar sig

– När vi för första gången såg de tredimensionella bilderna insåg vi direkt hur mycket nytt vi skulle kunna lära oss om virusets förökning, säger Lars-Anders Carlson, professor vid Institutionen för medicinsk kemi och biofysik vid Umeå universitet, som lät studera.

En av de farligaste virusorsakade sjukdomarna som sprids i Europa är fästingburen encefalit. Ett bett från en fästing kan överföra TBE‑viruset till en människa och orsaka en allvarlig hjärninflammation. Med hjälp av elektronmikroskopi har forskare vid Umeå universitet nu upptäckt hur fästingburna virus omformar infekterade mänskliga celler och förvandlar dem till virusfabriker.

– Det har varit svårt att göra sådana här studier på TBE-virus eftersom det är så farligt att vi inte får jobba med det vid elektronmikroskopet, men vi lyckades använda ett närbesläktat virus, Langatvirus, som bättre sig nästan identiskt i celler men inte är lika farligt för människor. Båda tillhör släktet flavavirus, förklarar Lars-Anders Carlson.

Med kryo‑elektrontomografi, en specialiserad form av elektronmikroskopi, kunde forskarna skapa detaljerade tredimensionella bilder av insidan av infekterade celler som snabbt frysts ned och bevaras i ett nästan levande tillstånd. Detta avslöjade hur viruset omformar insidan på cellen för att skapa den perfekta miljön för att dölja massproduktionen av virusgener.

Forskarna kunde också visa hur nya virusartiklar produceras precis intill virusets genfabriker, och hur dessa nya artiklar ändrar form från en ”omogen” virusvariant till den mogna formen som sedan frisätts från cellerna. Genom att två olika varianter av viruset kunde forskarna dessutom se hur en mycket liten genetisk skillnad mellan dem ledde till olika snabba mognadstakt.

– Här kunde vi alltså direkt observera hur en liten ändring i en enda gen fick viruset att mogna i olika takt, säger Bina Singh, postdoktor på Institutionen för medicinsk kemi och biofysik vid Umeå universitet.

Att nå den här typen av detaljerad förståelse kräver mer än avancerad teknik. Forskning av detta slag bygger på långsiktiga resurser, rätt expertis och ett nära samarbete mellan många duktiga forskare. Detta blev avgörande för att projektet skulle utvecklas från ett Umeåbaserat initiativ till ett omfattande internationellt samarbete.

Projektet startade med ett anslag från Umeå Center for Microbial Research, UCMR, som samlar forskare inom infektionsbiologi vid Umeå universitet.

– Deras postdoktorprogram 'Excellence by Choice' gjorde det möjligt att rekrytera två duktiga internationella forskare till Umeå: Jianguo Zhang och Erin Schexnaydre, säger Lars-Anders Carlson.

I grupperna kring Lars‑Anders Carlson och Anna Överby, och i nära samarbete med teknikplattformen Umeå Center for Electron Microscopy, UCEM, utvecklade Jianguo Zhang och Erin Schexnaydre ambitiösa nya metoder för kryo‑elektrontomografi av fästingburna virus i infekterade celler och mushjärnor.

Slutförandet av studien möjliggjordes genom ett utökat samarbete med forskarkollegor i Norge och USA, och finansierade genom stora, samarbetsinriktade anslag från Vetenskapsrådet samt Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.

Vetenskaplig artikel:  Dahmane, S., Schexnaydre, E., Zhang, J. et al. Kryoelektrontomografi avslöjar kopplad flavivirusreplikation, knoppning och mognad. Nature Communication 17, 828 (2026).

Länk:   https://doi.org/10.1038/s41467-026-68483-4

Källa: Umeå universitet.