Een virus met een virusinfectie

Dit is de eerste foto ooit van een virus dat een ander virus in de houdgreep houdt. Het kleine bolletje is hier de agressor. Als een vampier grijpt hij het grotere virus, dat bestaat uit een ‘kop’ en een ‘staart’, stevig bij de ‘nek’. Onderzoekers van de University of Maryland (VS) zagen dit met een elektronenmicroscoop. Ze beschreven hun ontdekking in het Journal of the International Society of Microbial Ecology.

Beide virussen zijn zogeheten bacteriofagen: virussen die bacteriën infecteren. Bacteriofagen zijn veruit de talrijkste virussen op aarde en spelen een grote rol in alle denkbare ecosystemen. Ze ‘kapen’ het metabolisme van hun bacterieslachtoffer om zichzelf te vermenigvuldigen. Ze brengen hun eigen genetisch materiaal in het dna van hun gastheer in. Dat wordt daarna door de machinerie van de gastheer afgelezen en vermeerderd, verpakt in een eiwitlaagje, en – na het openbarsten van de gastheercel – weer vrijgelaten. Op naar het volgende slachtoffer.

Sommige bacteriofagen maken zich er gemakkelijk vanaf. Zij staan bekend als satellieten: kleine, incomplete virussen die in hun eentje niet veel kunnen. Ze missen een hoop genen die nodig zijn voor het kapen van het gastheer-dna, voor het opbouwen van de eiwitmantel, of voor het laten openbarsten van de gastheercel. Voor een of meer van die functies zijn ze afhankelijk van een andere bacteriofaag, de zogeheten helper.

Satelliet en helper moeten daarvoor op hetzelfde moment in dezelfde bacterie zijn. Maar het was nog onduidelijk hoe satellieten hun parasitisme voor elkaar krijgen als ze zelf niet eens de genen hebben om te integreren in het gastheer-dna – de eerste stap in het hele proces. De combinatie op de foto laat zien wat het antwoord is. De satelliet hecht zichzelf aan zijn helper vast. Hij zorgt daarmee dat ze niet alleen samen de bacterie infecteren, maar ook zijn kern, waar het dna in zit, en dat ze dat dna vervolgens ook samen benaderen.

Het was een toevallige ontdekking, zo vertellen de onderzoekers in een nieuwsbericht van hun universiteit. Ze hadden bacteriofagen geïsoleerd uit bodembacteriën (Streptomyces), en die opgestuurd naar een ander lab voor genoomanalyse. „Jullie monsters zijn vervuild”, kregen de onderzoekers te horen. „We vinden dna van niet één bacteriofaag, maar twee.” Nog maar eens de bacteriofagen gezuiverd, nog maar eens opgestuurd. Maar precies dezelfde ‘vervuiling’ dook op in de monsters: een veel kleiner stukje dna, dat er ook uitzag alsof het van een bacteriofaag was, maar dan incompleet.

De onderzoekers riepen de hulp in van collega’s met een transmissie-elektronenmicroscoop: een instrument dat bij uitstek geschikt is om virussen mee te bekijken. Zo ontdekten ze het vampiergedrag van de satelliet. Ze vermoeden dat er nog veel meer van zulke tandemsystemen bestaan in de wereld van de bacteriofagen.