Virussen gebruiken 'zelfzuchtige' genen als wapens in genetische strijd

AmsterdamVirussen gebruiken bepaalde genen als hulpmiddelen, zo blijkt uit een nieuwe studie van de Universiteit van Californië in San Diego. Voorheen negeerden wetenschappers sommige delen van het DNA in genomen omdat ze onbelangrijk leken voor overleving. Deze DNA-delen, genaamd "egoïstische genetische elementen," leken alleen aanwezig te zijn om meer kopieën van zichzelf te maken zonder hun gastheer te helpen.

Onderzoekers van de Faculteit Biologische Wetenschappen hebben nieuw bewijs gevonden dat DNA-elementen wellicht niet uitsluitend egoïstisch zijn. Hun studie, gepubliceerd in Science, richtte zich op genetische elementen in bacteriofagen, de meest voorkomende virussen op aarde. De wetenschappers ontdekten dat deze elementen, genaamd "mobiele introns," virussen helpen effectiever te concurreren tegen andere virussen.

Belangrijke bevindingen uit het onderzoek zijn:

• Mobiele introns verstoren de reproductie van concurrerende fagen.
• Dit voordeel wordt gezien bij fagen die samen een enkele bacteriële cel infecteren.
• Een enzym genaamd endonuclease knipt het DNA van concurrerende fagen.
• De endonuclease saboteert het vermogen van de concurrent om nakomelingen te vormen en zich voort te planten.

Erica Birkholz, postdoctoraal onderzoeker en mede-eerste auteur van de studie, verklaarde dat dit de eerste keer is dat wordt aangetoond dat een genetisch element voordelig kan zijn voor het gastorganisme. Deze elementen zijn niet altijd alleen maar egoïstisch, en deze ontdekking biedt ons meer inzicht in hoe genomen zich in verschillende levensvormen ontwikkelen.

Lees ook:

Vandaag · 04:05

Vikingen: meesters in de Arctische ivoorhandel

Jaren geleden merkten wetenschappers genetische elementen op die egoïstisch leken, maar ze konden hun rol in overleving en voortplanting niet begrijpen. In een nieuwe studie onderzochten onderzoekers hoe twee virussen dezelfde bacteriële cel infecteren en met elkaar strijden. Ze ontdekten dat een van de virussen een enzym gebruikt om een belangrijk gen in het genoom van het andere virus te knippen. Door dit knippen wordt het voor dat andere virus moeilijker zich voort te planten.

De resultaten zijn belangrijk omdat bacteriofagen worden gebruikt om infecties te behandelen die niet op antibiotica reageren. Artsen gebruiken mengsels van verschillende fagen om deze infecties te bestrijden. De nieuwe informatie kan deze behandelingen verbeteren. Inzicht in het feit dat sommige fagen egoïstische genetische elementen bevatten, kan wetenschappers helpen te begrijpen waarom sommige mengsels van fagen niet zo goed werken als verwacht.

Professor Joe Pogliano van Biologische Wetenschappen verklaarde dat de in deze studie onderzochte fagen patiënten met bacteriële infecties door cystische fibrose kunnen helpen. Inzicht in de competitie tussen deze fagen zal bijdragen aan betere behandelingen met fagetherapie.

Het artikel werd geschreven door Erica Birkholz, Chase Morgan, Thomas Laughlin, Rebecca Lau, Amy Prichard, Sahana Rangarajan, Gabrielle Meza, Jina Lee, Emily Armbruster, Sergey Suslov, Kit Pogliano, Justin Meyer, Elizabeth Villa, Kevin Corbett en Joe Pogliano. De studie werd gefinancierd door het Howard Hughes Medical Institute, de National Institutes of Health en de National Science Foundation. Professoren Kit en Joe Pogliano hebben een financieel belang in Linnaeus Bioscience Inc. en ontvangen daaruit inkomsten.