Wageningse onderzoekers ontdekken nieuw antiviraal afweermechanisme bij bacteriën

april 2022 Medisch Onderzoek Willem van Altena

Virussen hebben het niet alleen voorzien op menselijke cellen, maar ook op bacteriën. En net als wij hebben ook bacteriën bepaalde verdedigingssystemen om zich tegen de ongewenste indringers te beschermen. Doorgaans gebeurt dat door het DNA van een virus te fragmenteren en onschadelijk te maken. Maar aan Universiteit Wageningen ontdekte assistent professor Biochemie Daan Swarts een geheel nieuw defensief mechanisme bij bacteriën, en die ontdekking kan het startsein vormen voor nieuwe vaccins en medicijnen tegen virussen. Wetenschapsperiodiek Cell publiceerde onlangs over dit onderzoek.

Argonaut-enzymen

De Wageningse onderzoekers ontdekten een niet eerder vastgestelde werking van de zogeheten argonaut-enzymen. Argonaut-enzymen komen voor in planten en dieren, maar ook in eencellige organismen zoals bacteriën. Ze werken op een vergelijkbare manier als onze afweercellen: de argonaut wordt als het ware geprogrammeerd met een fragment gids-RNA of gids-DNA, zodat het indringer-RNA of DNA met dezelfde sequentie kan herkennen. Dat wordt vervolgens vernietigd door het RNA of DNA in kleine onschadelijke stukjes te breken. Het onderzoek van Swarts liet echter zien dat het argonaut-enzym na detectie van invasief DNA zich richt op het molecuul NAD+, en door dit af te breken wordt de hele cel lamgelegd. Dat betekent onherroepelijk de dood van de bacterie, maar op die manier wordt verhinderd dat het virus zich kan verspreiden naar andere bacteriën. Als het ware offert de bacterie zichzelf op.

De ontdekking kan leiden tot nieuwe en betere manieren van diagnostiek. Het immuunsysteem van een bacterie kan geïsoleerd worden, om met een gids-RNA naar keuze te worden geherprogrammeerd. Omdat afbraak van NAD+ makkelijk te detecteren is, kan het Argonaut-eiwit op commando bepaalde DNA-sequenties herkennen. In de toekomst kunnen dankzij deze techniek wellicht ook ziektes in het menselijk lichaam opgespoord worden, denken de onderzoekers.

Referentie

Koopal B, Potocnik A, Mutte SK, Swarts DC et al. Short prokaryotic Argonaute systems trigger cell death upon detection of invading DNA. Cell. 2022 Mar 29:S0092-8674(22)00315-4. doi: 10.1016/j.cell.2022.03.012. Epub ahead of print. PMID: 35381200.

X