editie 14, 06-09-2008

nieuws
Immuunsysteem bacterie blootgelegd

Door Gert van Maanen
© bionieuws


BacteriŽn maken gebruik van speciale eiwitten om indringende virussen te herkennen en onschadelijk te maken. Deze ontdekking van Wageningse microbiologen, gepubliceerd in Science van 15 augustus, laat zien hoe bacteriŽn zichzelf kunnen beschermen tegen bedreigende virusinfecties door stukjes virus-DNA in het eigen DNA in te bouwen.

ĎWe hebben het onderzoek gedaan bij E. coli, het werkpaard van de microbiologen, maar het verdedigingssysteem is een vrij algemeen fenomeen onder bacteriŽn en archaeaí, vertelt onderzoeker Stan Brouns. Samen met promovendus Matthijs Jore voerde hij het leeuwendeel van het onderzoek uit.

Het bestaan van een bacterieel immuunsysteem tegen virussen werd vorig jaar voor het eerst aangetoond, maar hing al langer in de lucht door de ontdekking dat bacteriŽn korte stukjes virus-DNA in hun eigen DNA hebben opgenomen. Deze zogeheten CRISPRís Ė Clusters of Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats Ė lijken te werken als een genetisch geheugen van eerdere virusaanvallen. Geen overbodige luxe, want virussen kunnen een ware ravage aanrichten onder bacteriekolonies. Het virus zet immers de bacterie zelf aan tot de productie van grote hoeveelheden viruskopieŽn.

In het recente onderzoek tonen de Wageningse microbiologen aan hoe bacteriŽn met een CRISPR-verdediging zoín virale gijzeling kunnen voorkomen. Een bacterie die wordt geÔnfecteerd door een virus dat in het virale DNA-archief van de bacterie is opgenomen, maakt gebruik van het Cas3-gen en een complex van vijf cascade-eiwitten Ė door de onderzoekers CasA tot en met CasE gedoopt. Het eiwitcomplex zorgt ervoor dat het RNA dat wordt afgelezen uit het DNA-archief in kleinere stukken wordt opgebroken, die vervolgens waarschijnlijk het virus-DNA uitschakelen. Brouns: ĎHet principe lijkt enigszins op het bekende proces van RNA-interferentie dat bij planten, dieren en schimmels onder meer een rol speelt in de genregulatie.í

De onderzoekers wisten via genetische modificatie bacteriŽn resistent te maken tegen virusinfectie: in dit geval E. coli tegen de labfaag Lambda. Brouns: ĎE. coli heeft al de nodige CRISPR-fragmenten in zijn DNA zitten, maar die lijken nu geen functie meer te hebben. Het zijn waarschijnlijk relicten van oude virussen of van virussen die we nog niet kennení. De omloopsnelheid van de wapenwedloop tussen bacterie en virus zal mede bepalen of de in het persbericht beloofde Ďgriepprikí voor nuttige bacteriŽn ook echt een succes kan worden.