Van links naar rechts: prof. Avigdor Eldar & Polina Guler. Met dank aan de Universiteit van Tel Aviv via ISRAEL21c
Onderzoekers in Israël hebben het complexe mysterie ontsluierd waarom virussen soms vriendelijk blijven tegenover hun gastheren en soms vervelend worden.
Hun werk aan de Shmunis School of Biomedicine and Cancer Research van de Universiteit van Tel Aviv (TAU) onthult een nieuw niveau van verfijning in wat zij de ‘wapenwedloop’ tussen een virus en zijn vijand noemen.
Ze ontdekten dat virussen – ook wel bacteriofagen of fagen genoemd – slagen door inactief te blijven terwijl ze hun opties afwegen.
De faag gaat effectief undercover, gedraagt zich vriendelijk en doet zelfs gunsten voor zijn gastheer terwijl hij zijn tijd afwacht; maar wat het eigenlijk doet, is uitzoeken hoe gezond zijn gastheer is, en of hij al wordt aangevallen door een rivaliserende faag.
Hoewel fagen er over het algemeen de voorkeur aan geven inactief te blijven, gaan ze voor de moord als ze zwakte voelen.
“Een faag kan geen cel infecteren die al door een andere faag wordt bezet”, zegt Avigdor Eldar, hoogleraar moleculaire celbiologie aan de TAU tegen ISRAEL21c.
"Als de faag vaststelt dat zijn gastheer is aangetast, maar ook signalen ontvangt die wijzen op de aanwezigheid van andere fagen in het gebied, kiest hij ervoor om bij zijn huidige gastheer te blijven, in de hoop op herstel", zei hij.
"Als er geen signaal van buitenaf is, 'begrijpt' de faag dat er mogelijk ruimte voor is in een andere gastheer in de buurt en dat de faag gewelddadig wordt, zich snel vermenigvuldigt, de gastheer doodt en doorgaat naar het volgende doelwit."
“Sommige bacteriën, zoals de bacteriën die de choleraziekte bij mensen veroorzaken, worden gewelddadiger als ze slapende fagen in zich dragen – de belangrijkste gifstoffen die ons schade toebrengen worden feitelijk gecodeerd door het faaggenoom,” zei Eldar, eraan toevoegend dat het denkbaar is dat fagen dat zouden kunnen doen. dienen als vervanging voor antibiotica tegen pathogene bacteriën.
Bovendien zijn er veel door mensen infecterende virussen die kunnen wisselen tussen slapende en gewelddadige vormen, dus faagonderzoek zou kunnen leiden tot een beter begrip van virussen in het algemeen.
Inzicht in hoe fagen tot hun beslissingen komen, kan verstrekkende gevolgen hebben voor toekomstig onderzoek. Een nieuwe studie onder leiding van Polina Guler, een promovendus in het laboratorium van Eldar, ontcijfert het mechanisme dat het virus in staat stelt deze beslissingen te nemen.
“We ontdekten dat de faag in dit proces feitelijk een systeem gebruikt dat de bacterie heeft ontwikkeld om fagen te doden”, zegt Guler.
Het maakt dat systeem tot zijn voordeel. Als de faag geen signaal van andere fagen oppikt – wat aangeeft dat hij een goede kans heeft om nieuwe gastheren te vinden – schakelt hij over naar de gewelddadige modus. Het repliceert en doodt zijn gastheer.
Als het daarentegen hoge concentraties signalen waarneemt – wat wijst op een lagere kans op succes – blijft het inactief.
Eldar concludeerde dat “het onderzoek een nieuw niveau van verfijning aan het licht bracht in deze wapenwedloop tussen bacteriën en virussen.”
“De meeste bacteriële afweersystemen tegen fagen zijn bestudeerd in de context van virussen die altijd gewelddadig zijn. Er is veel minder bekend over de mechanismen van aanvallen en de interactie met virussen die een slapende modus hebben.”
