Net als mensen, dieren en planten kunnen bacteriën geïnfecteerd raken door een virus. Onderzoekers van Wageningen Universiteit hebben met collega's in Engeland en de VS een mechanisme in bacteriën ontrafeld, waarmee de bacterie zich voor langere tijd beschermt tegen bedreigende virussen. Het onderzoek biedt op termijn kansen om industrieel nuttige bacteriën te beschermen met een 'griepprik'. De onderzoekers publiceren hun bevindingen in Science van 15 augustus.
Het onderzochte mechanisme dat bacteriën aanwenden om zich tegen virussen te verdedigen is vorig jaar ontdekt. Op ingenieuze wijze bouwt de bacterie stukjes virus-DNA in zijn eigen DNA in. Het geadopteerde deel werkt als een foto in een fotoalbum, een soort geheugen dat de bacterie aanspreekt bij een volgende ontmoeting met hetzelfde virus. Dan wordt het virus-DNA herkend, waarna de bacterie een systeem in werking zet dat uiteindelijk leidt tot afbraak van het virus. Hoe dit systeem functioneert was tot voor kort een mysterie.
Het team van onderzoekers uit Wageningen, Sheffield (Groot-Brittannië) en Bethesda (VS) is erin geslaagd de werking van het verdedigingssysteem te achterhalen. In het Laboratorium voor Microbiologie van Wageningen Universiteit hebben de onderzoekers Stan Brouns, Matthijs Jore, Magnus Lundgren en John van der Oost de afgelopen jaren een zestal bacterie-eiwitten geïdentificeerd. Deze eiwitten helpen de bacterie het ingebouwde virusfragment zo te gebruiken dat virusinfectie wordt voorkomen. De onderzoekers stelden vast dat een van de eiwitten de 'foto's' uit het fotoalbum knipt en samen met de overige vijf eiwitten vergelijkt met het DNA van het indringende virus. Ook andere virussen die in het bacteriële 'fotoalbum' voorkomen kunnen zo onschadelijk worden gemaakt.
Met deze kennis is het in principe mogelijk om bacteriën te beschermen tegen problematische virussen. Dit kan gezien worden als een soort griepprik voor bacteriën. Toepassingsmogelijkheden zijn er bijvoorbeeld in de industriële fermentatieprocessen, waarbij de bacterie die een nuttige stof produceert, virale bescherming geniet via een 'prik'. Omgekeerd kan ook het beschermingsmechanisme van bacteriën worden uitgeschakeld. Dit is mogelijk de basis voor een strategie om bacteriën die een vergevorderde vorm van antibioticaresistentie hebben ontwikkeld, zoals de ziekenhuisbacterie, te bestrijden met behulp van virussen.
Alle dieren, planten, of bacteriën lopen het risico te worden geïnfecteerd door specifieke virussen. Voor de mens is dat bijvoorbeeld het griepvirus, voor de tabaksplant het tabakmozaïkvirus, en voor de darmbacterie E. coli de bacteriofaag lambda. In de loop van de evolutie hebben deze organismen systemen ontwikkeld om virussen onschadelijk te maken. Virussen reageren daarop door zich zodanig aan te passen dat het afweermechanisme omzeild wordt, waarop de bacteriën weer aan zet zijn. Kortom, er is sprake van een continue wapenwedloop.