De mens verliest oeroud verdedigingsmechanisme tegen virussen
Onderzoekers hebben vastgesteld dat gewervelden doorheen de evolutie een oud verdedigingsmechanisme tegen virussen hebben verloren. Een mechanisme dat planten en insecten wel nog steeds gebruiken.
Insecten en planten beschikken over een oeroud verdedigingsmechanisme dat hen helpt om virussen te onderdrukken en dus niet ziek te worden. Dit mechanisme zit geworteld in hun DNA. Lange tijd ging men ervan uit dat ook de gewervelde dieren zoals vissen, reptielen of zoogdieren – en dus ook de mens – dit mechanisme in zich droegen. Onderzoekers van de KU Leuven hebben nu vastgesteld dat gewervelden dit mechanisme doorheen de evolutie zijn kwijt gespeeld.
De functies die in ons DNA vervat zitten worden tot expressie gebracht via het RNA. Omgekeerd kan RNA interferentie (RNAi) ook de functie van een bepaald gen onderdrukken. Insecten en planten gebruiken dit RNAi-mechanisme onder andere om zich te wapenen tegen virussen. Met een beetje hulp, kunnen zij via deze RNAi zelfs resistent gemaakt worden tegen bepaalde ziektes. Dit zijn dan genetisch gemodificeerde gewassen. Trek je deze logica door, dan zou het ook mogelijk moeten zijn om op een gelijkaardige manier ook de mens te beschermen tegen bepaalde ziektes. Experimenten daarmee bleken in het verleden helaas zelden het gewenste effect te hebben. Onderzoekers van het labo Dierenfysiologie en Neurobiologie tonen nu aan hoe dit komt.
Onderzoeker Niels Wynant bestudeerde een bepaald eiwit dat een belangrijke rol speelt in het RNAi-proces: de Argonaut proteïne. “In een eerste fase hebben we het DNA van meer dan 40 levende organismen, behorende tot verschillende belangrijke dierengroepen, met elkaar vergeleken. Het is de eerste keer dat zo’n diverse groep werd bestudeerd. Al snel vonden we daarin de Argonaut proteïnen terug en zagen we ook een duidelijke opdeling in drie grote groepen met elk een specifieke biologische rol,” schetst Wynant. “Twee van deze drie groepen zijn vooral belangrijk in dit onderzoek: de AGO 1-groep speelt een rol bij de eigen gen-expressie. Ze bepalen mee welke eigenschappen die in het DNA vervat zitten effectief tot uiting komen. De AGO 2-groep staat in voor de verdediging tegen virussen. Deze AGO 2-groep vonden we echter niet terug bij de gewervelde dieren.”
De onderzoekers gingen ook terug in de tijd door het DNA van sponzen en neteldieren onder de loep te nemen, twee oeroude diersoorten. Ze zagen dat de AGO 2-groep wel degelijk in het genoom van deze dieren vervat zit. Aangezien de gewervelde dieren en ook de mens van deze organismen afstammen, moet de gemeenschappelijke voorouder van alle dieren ook het AGO 2 type in zich gehad hebben. “We vermoeden dat de AGO2-groep steeds minder belangrijk werd voor gewervelden op het moment dat zij een secundair immuniteitssysteem gingen ontwikkelen, waarbij antilichamen, interferonen en T-cellen het opnemen tegen virussen en niet de Argonaut proteïnen.”
In een tweede fase gingen de onderzoekers kijken naar de snelheid waarmee de Argonaut-proteïnen evolueerden doorheen de tijd. “Argonauten die het opnemen tegen virussen moeten heel snel kunnen evolueren omdat ook de virussen zich steeds aanpassen,” aldus Niels Wynant. “Bij ongewervelden zagen we inderdaad dat de AGO 2-groep veel sneller evolueerde dan de AGO 1-groep. Bij gewervelde dieren zagen we geen snel evoluerende groep.”
Deze resultaten kunnen voor het eerst verklaren waarom bepaald onderzoek rond ziektebestrijding wel succesvol is bij fruitvliegen of wormen, maar veel minder goed werkt bij muizen of bij de mens.
Het onderzoek verscheen in Scientific Reports: http://rdcu.be/vdDN.
Tine Danschutter