Bacteriën kopiëren menselijke eiwitten over

Share Button

Opmerkelijk genoeg blijken antibiotica-resistente bacteriën eiwitten van menselijke gastheren op de een of andere manier over te kunnen kopiëren. Hetzelfde effect doet zich ook voor in dieren als ratten. Wat is hier aan de hand?

Merkwaardige gelijkenis tussen bacterie-eiwit en menselijk eiwit
Van verschillende ziekmakende bacteriën (die tot verschillende bacteriegeslachten horen) is vastgesteld dat hun genen meer dan 95% op elkaar lijken. Dat is abnormaal veel. Gewoonlijk lijken bacteriële eiwitten van die van evolutionair ver van elkaar staande bacteriegeslachten maar twintig tot dertig procent op elkaar. Kleine veranderingen kunnen al een enorme invloed hebben op de bacterie en het ziekmakende vermogen.

RNA transcriptase. Virussen maken dit enzym om RNA te vertalen in DNA en zich zo in gastheercellen te verstoppen.

RNA transcriptase. Virussen maken dit enzym om RNA te vertalen in DNA en zich zo in gastheercellen te verstoppen.

In dit onderzoek richtte onderzoekster Mia Champion de aandacht op o-methyltransferase, omdat dit enzym veel bij meerdere hoog-pathogene bacteriëstammen van Francisella tularensis voorkomt.  Het gen dat o-methyltransferase beschrijft ligt dicht bij  een DNA-eiland waar veel pathologische genen liggen. Verschillende o-methyltransferase subtypes zijn aanwezig in verschillende Francisella tularensis ondersoorten. Verwante eiwitfamilies werden aangetroffen in de zoogdiergastheren en ook in soorten ziekteverwekkende bacteriën die fylogenetsich (dus evolutionair) sterk verschillen van Francisella, zoals mycobacteriën.

De onderzoeksgegevens lijkt te wijzen op een vorm van moleculaire mimicry. Dit verschijnsel is ook in de bacteriën Legionella en Coxiella aangetroffen.

Is evolutie de oorzaak van deze opvallende gelijkenis?
Er zijn enkele mogelijke verklaringen. De eerste, verreweg waarschijnlijkste en ook door de onderzoekster gevolgd, is dat door evolutie de eiwitten in de bacteriën dezelfde bouw hebben gekregen als die in de gastheer. Hoe meer de eiwitten in de bacterie op die van de gastheer lijken, hoe minder agressief het immuunsysteem op de eiwitten zal reageren.Dit is een moleculaire vorm van mimicry. Mimicry komt bij veel soorten voorkomt. Zo zijn er orchideeën waarvan het vruchtbeginsel precies lijkt op een vrouwelijke vlieg, om zo mannelijke vliegen over te halen te paren (en de bloem te bevruchten). Dit is dus verreweg de waarschijnlijkste verklaring, zeker gezien de tientallen miljoenen jaren van co-evolutie tussen gastheer en bacterie.

Worden eiwitten reverse engineered door de bacterie?
Een tweede, erg vergezochte verklaring, die veel verder gaat en in strijd is met de heersende dogma’s in de biochemie, is dat de bacteriën op de een of andere manier in staat zijn de eiwitten te reverse engineeren. In theorie kan het. Eiwitten zijn net als genen strengen. Je zou een eiwit door een enzym aminozuur voor aminozuur kunnen laten afbreken, hier het juiste stuk t-RNA bij laten zoeken, aan de hand daarvan via baseparing een RNA-streng coderen en die met RNA transcriptase vertalen in DNA. Sporen van een dergelijk mechanisme zijn nog nooit gevonden. RNA transcriptase komt alleen bij bepaalde virussen voor. En in de vorm van telomeer RNA transcriptase, waarmee de telomeren, stukjes niet-coderend RNA aan het eind van celchromosomen, worden verlengd. Een nogal verregaande theorie die niet erg waarschijnlijk is. Wel zou dit mechanisme een missing link vormen bij het ontstaan van het vroegste leven, zeker als hier op de een of andere manier RNA transcriptase vormende virussen bij betrokken zijn.

Bronnen
1. Science Daily, Deadly Bacteria May Mimic Human Proteins to Evolve Antibiotic Resistance
2. Mia Champion, Host-Pathogen O-Methyltransferase Similarity and Its Specific Presence in Highly Virulent Strains of Francisella tularensis Suggests Molecular Mimicry, PlosOne (2011)

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

4 reacties

  1. Julie schreef:

    Eigenlijk kun je best stellen dat intelligentie niet alleen in de hersenen besloten ligt, maar ook in DNA, gecodeerd.

    • Germen schreef:

      Of ook in de rest van het lichaam. Reflexen bijvoorbeeld, zijn een rechtstreekse impuls van zenuwen die pijn doorgeven naar de spieren.

      • Julie schreef:

        Een reflex is een automatische reactie van het zenuwstelsel op een prikkel van buitenaf. (Descartes.) De arts Whytt toonde aan dat reflexen bestuurd worden vanuit het ruggemerg. Een prikkel van de sensorische zenuw zet onmiddellijk een motorische zenuw in werking; automatismen die buiten het bewustzijn omgaan.
        Tegenwoordig kent men een lange lijst van reflexen, ingebouwde reactiepatronen die zonder nadenken of een wilsbesluit worden uitgevoerd, bijv. braken, de ritmische samentrekking van de darmen (peristaltiek), erectie van de penis, blozen, het buigen van de ledematen bij het ontwijken van pijn, het zuigen van pasgeborenen.
        Inderdaad best intelligent :)

        • Germen schreef:

          Erg veel zal het inderdaad niet zijn, maar misschien toch wat. Het ruggenmerg gevat best wel veel zenuwcellen en heeft een inhoud van een paar procent van die van onze hersens. De wijsheid van het lichaam, hahaha… en het is natuurlijk onwijs lekker af en toe je lichaam de vrije teugels te geven :)

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger