I virus hanno dei ‘gusci’, chiamati tecnicamente capsidi, in cui è racchiuso il suo genoma. Il capside ha proprietà meccaniche uniche (ne abbiamo già parlato su MaddMaths! in questo articolo di Giuliana Indelicato): deve essere infatti resistente ma al tempo stesso in grado di dissolversi per rilasciare il genoma nella cellula infettata. La formazione del capside è uno dei passaggi più importanti nel processo di infezione virale: il capside può essere di forma cilindrica o conica, ma più comunemente assume una struttura icosaedrica, una struttura geometrica con 12 vertici, 20 facce e 30 lati, simile a un pallone da calcio.

Gli scienziati si sono sempre chiesti come sia possibile che questi gusci riescano ad avere forma simmetrica. Ora, un nuovo studio del gruppo di Roya Zandi dell’Università della California di Riverside sembra aver fatto un passo avanti nella comprensione di questo enigma. Comprendere i fattori che contribuiscono all'”assemblaggio” del virus potrebbe aiutare a capire come bloccare la replicazione e l’infezione virale.

Il team di Zandi ha esplorato il ruolo della concentrazione proteica e dell’energia elastica nell’auto-organizzazione delle proteine ​​sulla superficie del guscio curvo per capire come un virus aggira molte barriere energetiche per arrivare alla forma simmetrica. “Comprendere l’effetto combinato di energia elastica, interazione genoma-proteina e concentrazione proteica nella formazione del virus costituisce la svolta del nostro lavoro” ha spiegato Zandi.

Come si legge sulla rivista ACS Nano, quello che si verifica è che, durante la nascita del virus, quando si forma un guscio asimmetrico (magari a causa dell’alta concentrazione proteica o di una forte interazione di attrazione) man mano che il guscio diventa più grande, il costo dell’energia elastica diventa così alto che molti legami possono rompersi, causando lo ‘smontaggio’ e il rimontaggio di un guscio in una forma simmetrica.
Nel nuovo lavoro, gli scienziati hanno scoperto che le proprietà elastiche delle proteine ​​del capside e la forza di attrazione tra loro vanno di pari passo per formare configurazioni altamente simmetriche che sono energicamente molto stabili.