Bescherming met CRISPR-Cas systeem
Om zich te beschermen maakt de bacterie gebruik van het CRISPR-Cas systeem. Wanneer de bacterie geïnfecteerd raakt en het virus dus zijn DNA in de bacterie injecteert, herkent de bacterie dit als niet-eigen en bouwt deze een klein stukje van het virale DNA in in zijn eigen DNA. Hierdoor bouwt de bacterie een databank op met viraal DNA. Deze stukjes DNA worden gebruikt om, wanneer de bacterie nog een keer geïnfecteerd wordt door dezelfde soort bacteriofaag, dit DNA te herkennen en af te kunnen breken. Dit heet het CRISPR-Cas systeem.
Vernuftige virussen
Bacteriofagen vinden steeds weer vernuftige manieren uit om zich te verstoppen voor dit systeem, zodat ze wel de cel kunnen infecteren. Onderzoekers hebben nu een nieuwe manier gevonden waarin virussen het CRISPR-Cas systeem kunnen stoppen. Dit onderzoek belooft niet alleen onze kennis van de microbiële wereld om ons heen te vergroten, maar biedt ook mogelijkheden om genbewerking veiliger te maken en efficiëntere alternatieven voor antibiotica te ontwikkelen.
Door de bomen het bos niet meer zien
De onderzoekers hebben namelijk ontdekt dat de bacteriofagen hun eigen genoom ook aangepast hebben. Ze hebben nu zelf namelijk ook herhalingen van het CRISPR-Cas systeem toegevoegd aan hun DNA. Het resultaat is dat er grote hoeveelheden zogeheten small non-coding RNA anti-CRISPRs, oftewel Racrs, in de bacterie gemaakt worden. Met deze Racrs kan het CRISPR-Cas complex niet op de juiste manier vormen, waardoor de immuunreactie van de bacterie uitgeschakeld is. Daarnaast is het immuunsysteem van de bacterie door de enorme hoeveelheid Racrs als het ware verblind: deze is niet meer in staat om de bacteriofaag te herkennen omdat hij afgeleid is door alle Racrs die zich in de cel bevinden.
Nieuwe mogelijkheden
Mensen gebruiken het mechanisme van CRISPR-Cas al een aantal jaar om DNA heel specifiek te modificeren. Om dit mechanisme nog beter onder de knie te krijgen is het daarom handig om de nieuwe trucjes van de bacteriofagen in de gaten te houden. De Racrs kunnen namelijk gebruikt worden als ‘uitknop’ van het proces. En dat is ontzettend handig om de processen beter te kunnen controleren.
Daarnaast kunnen bacteriofagen misschien in de toekomst wel ingezet worden als alternatief voor antibiotica, waar ze specifieke bacteriesoorten kunnen aanvallen. Ook hiervoor kunnen Racrs heel nuttig zijn: wanneer de bacterie waardoor je geïnfecteerd bent een CRISPR-Cas systeem heeft, moet de bacteriofaag over de juiste Racrs beschikken om dit systeem te omzeilen.
Bron: nature.com
Auteur: Noa Hudepol