Nieuws

Insecten gebruiken RNAi-afweer ook om DNA-virussen te bestrijden

article_published_on_label
19 december 2012

Fruitvliegjes gebruiken stukken dubbelstrengs RNA van binnendringende RNA-virussen om die virussen te herkennen en op te ruimen. Maar DNA-virussen maken geen dubbelstrengs RNA brokstukken en zouden daarom niet op deze manier kunnen worden herkend en onschadelijk worden gemaakt. Onderzoekers van het UMC St Radboud , Wageningen University, onderdeel van Wageningen UR, en het Institut Pasteur in Parijs, laten in een publicatie in PNAS zien dat het toch anders zit. Ook DNA-virussen worden via de bekende RNAi-afweer opgeruimd. Het RNA dat deze virussen maken is namelijk incidenteel wél dubbelstrengs.

Foto: WEMC

 “De meeste virussen zijn RNA-virussen”, zegt Ronald van Rij, viroloog in het UMC St Radboud in Nijmegen. “Om zich te vermenigvuldigen moet dat RNA worden gekopieerd en vermenigvuldigd. Tijdens dat proces ontstaan stukken dubbelstrengs RNA. Dubbelstrengs RNA komt normaalgesproken niet voor in cellen van de fruitvliegjes. Het dubbelstrengs RNA wordt daarom herkend als lichaamsvreemd materiaal. Het afweersysteem van de fruitvliegjes knipt het dubbelstrengs RNA in kleine stukjes. Die kleine stukjes dubbelstrengs RNA worden door het afweersysteem gebruikt om de virussen effectief op te sporen, aan te vallen en als het even kan op te ruimen. Het is een afweerreactie die is gebaseerd op een proces dat we RNA interferentie noemen, op RNAi.”

DNA virussen

Naast de RNA-virussen zijn er ook DNA-virussen, zoals pokken-, herpes- en papillomavirussen bij de mens en baculo- en iridovirussen bij insecten. Hoe worden dergelijke DNA- virussen dan aangepakt? Just Vlak, van de leerstoel Virologie van Wageningen University  legt uit dat het niet logisch is om te verwachten dat ook bij DNA-virussen het RNAi-systeem zou werken. “Strikt genomen hebben DNA virussen voor hun vermenigvuldiging geen dubbelstrengs RNA nodig. Enkelstrengs boodschapper RNA is voor deze virussen voldoende, maar dat activeert het RNAi-systeem niet. De vraag is dus, hoe de fruitvlieg – waarbij de RNAi-afweer tegen RNA-virussen zo goed bekend is – de DNA-virussen precies aanpakt. De iridovirussen, waarop Agah Ince onlangs bij ons is gepromoveerd (2012), brachten uitkomst.”

Een geïnfecteerde fruitvlieg die zich niet meer kan verdedigen tegen het iridovirus, herkenbaar aan het iridiserende achterlijf
Een geïnfecteerde fruitvlieg die zich niet meer kan verdedigen tegen het iridovirus, herkenbaar aan het iridiserende achterlijf

Toch ziek

In PNAS geven de onderzoekers antwoord op die vraag. Ze infecteerden fruitvliegje met iridovirussen waar de vliegjes zich normaal gesproken tegen kunnen verdedigen. Dat deden ze onder andere ook bij fruitvliegjes waarin de RNAi-afweer uitgeschakeld was. In die fruitvliegjes konden de virussen zich plotseling heel goed vermeerderen, waardoor de vliegjes snel dood gingen. Dat was al een heel sterke aanwijzing dat RNAi ook bij de afweer tegen DNA- virussen een belangrijke rol speelt.

Lezen in twee richtingen

Maar hoe ‘weet’ de fruitvlieg dat hij door een DNA-virus geïnfecteerd is als er geen dubbelstrengs RNA wordt gemaakt? De onderzoekers ontdekten tot hun verrassing het DNA-virus wél dubbelstrengs RNA maken. Van Rij: “Met ‘deep sequencing’, een bijzonder gevoelige methode om genetisch materiaal in kaart te brengen, hebben we vastgesteld dat er toch brokstukken dubbelstrengs RNA worden gevormd. We denken dat dit komt doordat DNA-virussen hun genetische informatie zo compact opslaan, dat het in twee richtingen moet worden afgelezen. Dan krijg je RNA strengen die voor een deel complementair zijn, zich aan elkaar hechten en zo dubbelstrengs RNA vormen. Het zijn juist die stukken die de afweer van de fruitvliegjes kan als lichaamsvreemd kan herkennen en kan gebruiken voor het onschadelijk maken van de virussen”.

RNAi afweer in de mens?

De resultaten in het PNAS-verhaal geven verder inzicht in de effectiviteit van het immuunsysteem van insecten, wat van belang is voor het begrip van de verspreiding van virussen door muggen en andere bloedzuigende insecten. Een belangrijke vraag is of het RNAi-systeem ook een rol speelt in bij de afweer tegen DNA-virussen bij de mens. Vlak: “Voor- en tegenstanders zijn daarover stevig met elkaar in debat, maar het beslissende bewijs ontbreekt op dit moment nog.”