Zodra een virus een gastheercel binnendringt, neemt het de cel over en creëert een omgeving voor de productie van nieuwe virusdeeltjes. Het Respiratoir Syncytieel-virus (RS-virus) – het meest voorkomende verkoudheidsvirus bij kinderen – maakt hiervoor speciale organellen aan, zogeheten virale fabrieken (VF). In deze lokale, geconcentreerde regio’s vol virale eiwitten vindt transcriptie en replicatie plaats.  

Hoe deze VFs precies ontstaan, was lang een vraag. Wat al wel duidelijk was, is dat de VFs bestaan uit virale eiwitten die bij elkaar blijven doordat ze meerdere onderlinge, ofwel multimere, interacties aangaan. Dat kan je vergelijken met een groep mensen die elkaars handen door elkaar heen vasthouden; zelfs als meerdere handen elkaar loslaten, houdt de rest de groep nog steeds bij elkaar. Net zo geldt voor VFs dat het grote aantal interacties voor een stabiel condensaat zorgt. Maar dat levert wel een kip-en-ei-raadsel op: hoe kunnen VFs zich vormen uit een groot aantal virale eiwitten, als ze deze eerst zelf moeten aanmaken? 

Een team van het Utrechtse Hubrecht-instituut en internationale collega’s komt nu in Nature met een antwoord. Ze ontdekten dat transcriptie al kan plaatsvinden op het moment dat het RS-virus de cel binnenkomt, zonder dat er al VFs zijn gevormd. ‘Daarbovenop ontstaan de VFs niet de novo , maar groeien ze vanuit kleine eiwitnetwerken die met het virale genoom mee de cel inkomen’, zegt bionano-onderzoeker en laatste auteur Marvin Tanenbaum van het Hubrecht Instituut.  

Virus-zaadjes 

Het RS-virus bouwt VFs grotendeels op uit twee typen virale eiwitten; viraal nucleoproteïne en fosfoproteïne – respectievelijk N- en P-eiwitten. Wanneer deze ‘handenschudders’ tot overexpressie worden gebracht in de cel, gaan ze condensaten bouwen.  

Met zelfontwikkelde single molecule-microscopie methoden volgden de onderzoekers de infectie van het RS-virus in cellen van begin tot eind. Daarbij zagen ze dat VFs niet zomaar ontstaan in het cytoplasma, maar groeien vanuit beginnende netwerken in de virusdeeltjes zelf. ‘Deze deeltjes hebben een RNA-genoom, dat als een spoel om de N-eiwitten zit gewikkeld’, legt Tanenbaum uit. ‘Wij hebben ontdekt dat er buiten deze spoel heel veel P- en N-eiwitten zitten, die er een beetje omheen hangen. We vermoeden dat deze al enkele interactienetwerken vormen, die we seeds, zaadjes, noemen. Daarmee zou met een hele lage concentratie eiwitten toch al een begin te vormen zijn voor de nucleatie van VFs.’ 

In het verhaal is nog een derde eiwit betrokken, het RNA-polymerase – dat groot is, en daarom ook wel L-eiwit (large) wordt genoemd. Dit L-eiwit bindt sterk aan N- en P-eiwitten en ‘nestelt’ zich in de seeds, waar het aan transcriptie doet. ‘Het ontstaan van seeds en vroege transcriptie zijn op die manier aan elkaar gekoppeld’, zegt Tanenbaum. ‘Doordat L-eiwit aan transcriptie doet, krijg je meer viraal eiwit. Daardoor kom je in een positieve feedbackloop, en groeit de seed uit tot een volwaardige VF.’ 

Kritische massa 

Het bleek dat er wel verschillen zijn in het ‘succes’ van de infectie. ‘We zagen dat ongeveer twintig procent van de virale genomen heel snel VFs en dochtervirussen ging maken, en de rest van de infecties achter bleef’, zegt Tanenbaum. ‘Dit bleek af te hangen van de grootte van de seeds die in de virusdeeltjes zaten. Als ze te onstabiel waren, vielen ze na binnenkomst in de cel weer uit elkaar. Er lijkt dus een soort van kritische massa te zijn waarbij de seeds genoeg startmateriaal hebben voor een succesvolle infectie.’ 

Volgens de onderzoekers zou dit mechanisme bepalend kunnen zijn voor de ernst van de infectie van RS-virus. Maar het zou ook een rol kunnen spelen bij andere virale ziekten, zoals mazelen, de bof en ebola. Tanenbaum: ‘We hebben dit niet onderzocht, maar er zijn nog heel veel andere virussen die ook VFs maken. Bovendien vormt het lichaam nog heel veel andere condensaten, waarbij vaak RNA betrokken is. Het kan goed zijn dat de principes die we hier hebben ontdekt ook relevant zijn voor de nucleatie van andere condensaten.’ 

Transcriptie versus replicatie 

Als volgende stap wil Tanenbaum duiken in de replicatie-kant van het verhaal: ‘Het gekke is dat transcriptie en replicatie gebruik maken van dezelfde polymerase. Waarom heeft replicatie dan wel fabriekjes nodig, en transcriptie niet?’ 

De onderzoekers willen daarom bestuderen hoe polymerase besluit over het uitvoeren van transcriptie of replicatie. Momenteel werken de onderzoekers aan het verbeteren van de resolutie van hun microscopie om dit in beeld te brengen. ‘Zo willen we het ontstaan van VFs en de overgang van transcriptie naar replicatie uit elkaar trekken, om te zien wat causaal is binnen een virusinfectie, en wat slechts correlaties zijn.’ 

Ratnayake, D., Galloux, M., Boersma, S. et al. Pre-assembly of biomolecular condensate seeds drives RSV replication. Nature (2026), doi:10.1038/s41586-025-10071-5