Eters van bacteriën
Virussen worden vaak geassocieerd met dodelijke ziektes. Men vergeet daarbij dat wijzelf samenleven en -werken met biljoenen virussen. Deze symbiotische virussen, genaamd bacteriofagen (of fagen in het kort), zijn heel anders dan de soorten die ons ziek maken, en ze zijn veel talrijker. Ze danken hun naam (letterlijk “eters van bacteriën”) aan de gastheren die zij infecteren; bacteriën. Fagen leven niet alleen in ons, maar ook overal om ons heen. Geschat wordt dat er op aarde 10³¹ bacterievirussen zijn. Dat zijn er 100 keer meer dan er sterren in het universum zijn. Het zijn daarmee de meest voorkomende entiteiten op onze planeet.
Fabriek
Tijdens de infectie injecteert de faag zijn eigen genetisch materiaal in de bacterie. Dit wordt vervolgens in het genetisch materiaal van de bacterie ingebouwd, en verandert hem in een virusproducerende fabriek. Uiteindelijk barst de bacterie open, waarna duizenden nieuwe fagen naar buiten stromen. Deze bacteriedodende werking is een ingewikkelde, maar doeltreffende eigenschap die voor zowel mens als natuur van groot belang is. Bacteriofagen houden het aantal bacteriën onder controle en voorkomen daarmee dat deze eencelligen al het andere leven op aarde verdrukken.
In één druppel zeewater leven een miljoen bacteriën en wel tien miljoen fagen. In de oceanen wordt iedere dag een derde van alle bacteriën gedood door de bacteriofagen. Hetzelfde gebeurt in onze eigen darmen, waar de fagen een soort tweede immuunsysteem vormen. Ze beschermen ons tegen ongewenste uitbraken van lichaamseigen bacteriën. Ook worden deze virussen steeds vaker gebruikt in de wetenschap, onder meer als alternatief voor antibiotica.
Injectienaald
De techniek achter de faag is lange tijd onduidelijk geweest. Daarom hebben onderzoekers van het EPFL een bacterievirus tot in detail nagebouwd. Het resultaat was een digitaal model bestaande uit miljoenen atomen. Het model geeft vooral nieuwe inzichten in de bouw van de staart van het virus. De staart bestaat uit een harde buis, met daaromheen een flexibele mantel. Op het moment dat de faag met een bacterie bindt, trekt de mantel samen en wordt de buis als een injectienaald in de bacterie geprikt. Hoe dit ingenieuze stukje techniek in zo’n eenvoudig virus precies werkte, was lang onbekend. Het model gaf eindelijk duidelijkheid. De wetenschappers troffen een aantal raderachtige moleculen aan die dit injecterende mechaniek mogelijk maken.
Toekomst
Deze componenten, en de onderliggende werkingsmechanismen, zijn hetzelfde in veel andere virussen. Ook sommige bacteriën gebruiken vergelijkbare staart-achtige structuren om gifstoffen te injecteren in naburige cellen. Het model geeft daarom niet alleen belangrijke inzichten in de interacties tussen virussen en bacteriën, maar ook bacteriën onderling, en opent de deur naar nieuwe medicijnen en behandelingen.
| http://www.nature.com/nature/journal/v533/n7603/full/nature17971.html |