Het cytomegalovirus

Virussen worden door veel biologen niet als levende organismen beschouwd. Desalniettemin kunnen die niet-beestjes het ons aardig lastig maken. Virussen stellen ook weinig voor. Ze bestaan uit een omhulling, genetisch materiaal en een paar voorzieningen om bij cellen in te breken. Daarbinnen in die cellen kapen ze de ‘genetische machine’ om duizenden kopieën van zichzelf te laten maken. Veel virussen onderdrukken boodschappen van de cel die de activiteiten aansturen die ze niet nodig hebben en versterken andere.
Sommige virussen bespelen hun gastheer subtieler, ontdekten onderzoekers van de universiteit van Californië in San Diego onlangs. Die blokkeren geen boodschappen van cellen, maar veranderen ze.
De onderzoekers bekeken cellen die waren besmet met het cytomegalovirus, een virus verwant aan dat de koortslip veroorzaakt. Ze zagen dat het virus duizenden veranderingen in de boodschappen maakte, waardoor het de cel naar zijn hand zette.

Het is misschien handig om nu even te kijken hoe cellen normaal opereren. Dat is knap ingewikkeld, maar om het simpel te houden kun je stellen dat de aanmaak van eiwitten het belangrijkste proces is. Daartoe wordt een stuk vak DNA gekopieerd in boodschapper-RNA dat vervolgens wordt afgelezen in het ribosoom.
Daarvoor moet dat boodschapper-RNA nog even bewerkt worden. Dat molecuul bevat niet alleen de nucleotidevolgorde die codeert voor een eiwit, maar ook andere instructies. Normaal gesproken gebruiken de cellen die instructies om hun eigen functies te sturen. Als je die instructies verandert, dan worden er andere versies van het eiwit aangemaakt op een ander tijdstip. Dat is cruciaal. Hetzelfde gen kan coderen voor een bepaalde versie van het bijbehorende eiwit in de vrucht maar ook voor een andere versie tijdens de volwassenheid.

Als die wapens in handen van de vijand (= virus) vallen, dan krijgen we ander verhaal. De nieuwe instructies dienen het doel van het virus. Daarvoor hoeft dat niet-beestje niet eens in de celkern te komen. Dat proces namen de onderzoekers rond virologe en moleculair biologe Deborah Spector eens nader onder de loep.

Besmetten

Ze begonnen met het besmetten van menselijke cellen met dat cytomegalovirus (cmv). Vervolgens analyseerden ze op verschillende tijdstippen de RNA-moleculen in de cel. Dat geeft een beeld van de ‘communicatie’ tussen de celkern en het ribosoom. Ze bekeken of de instructies veranderden en vergeleken die met die van onbesmette cellen.
In het begin van de besmetting was het verschil niet erg groot, maar later als de cel op klappen stond en er vele nieuwe virussen waren aangemaakt, was dat heel anders. De onderzoekers zagen 2500 wijzigingen ten opzichte van de gezonde cellen.
Dat aantal verwonderde medeonderzoeker Ron Batra. Het is niet verwonderlijk dat er iets veranderd, maar wel het aantal veranderingen. “Dat is het aantal veranderingen dat je ziet bij sommige kankers en bij ALS. Zelfs honderden veranderingen zouden genoeg zijn om de ‘architectuur’ van de cel volledig te veranderen. In sommige ziektes is dat voldoende om de cel te doden.”
De onderzoekers gingen op zoek naar eiwitten die het RNA kunnen veranderen. Ze vonden er een, CPEB1 genaamd, dat ook in hoge concentraties in de besmette cellen aanwezig was. Normaal wordt dat eiwit in cellen in kleine hoeveelheden aangemaakt om RNA in de juiste conditie te brengen voor de eiwitproductie. Met de komst van het cytomegalovirus schiet de productie ervan omhoog, wel dertig maal normaal.

Als gezonde cellen CPEB1 kregen toegediend, dan gingen ze dezelfde afwijkingen vertonen als de met het virus besmette cellen. Van besmette cellen werd vervolgens het CPEB1-peil kunstmatig verlaagd. Daardoor stuikte het aantal virussen in de cel in elkaar. Die gingen er ook wat gezonder uitzien. Proeven met verwante eiwitten hadden niet dat effect. Het virus kan kennelijk weinig zonder dat eiwit.

Verband

De vraag is dan natuurlijk weer wat het verband is tussen het virus en het bewuste eiwit? Daar wordt het duister. CPEB1 staat niet bekend om het vermogen RNA te veranderen. De vraag is dan ook of het virus dat eiwit gebruikt ten gunste van de eigen eiwitproductie of dat het CPEB1 gebruikt voor zijn onderhoud, waarbij alle veranderingen bijkomend zijn?
De onderzoekers keken naar de eiwitten die door het virus werden veranderd. Veel daarvan hadden te maken met de celomhulling. Dat zou betekenen dat het oppoken van de aanmaak van CPEB1 de doelen van het virus dient (vermenigvuldiging). Om daar achter te komen zullen de onderzoekers de zaak nog verder moeten uitspitten.

Joan Steitz, een biochemica van de Yale-universiteit, die niet aan het onderzoek heeft meegewerkt, denkt dat het bestuderen hoe dat boodschappen werkt een veelbelovend onderzoeksgebied is. “Er zijn duizenden RNA-bindende eiwitten. Ze zijn belangrijk voor het boodschapper-RNA.(…) Het is een voorbeeld van een virus dat de cel binnen komt en een bepaald eiwit ‘aanspreekt’ dat een groot effect heeft op zowel de eigen virale RNA’s als het RNA van de gastheer, als onderdeel van een viraal onteregelingsproces. Het is fascinerend dat de verschillende virussen dat op verschillende manieren doen.” Ze vraagt zich af het CPEB1-eiwit ook een rol speelt bij andere herpesvirussen die zij bestudeert.

Bron: Quanta Magazine