Bacteriën gebruiken een nieuw ontdekt type immuniteit om virussen te bestrijden. Deze bevinding zou ons begrip van de bacteriële evolutie kunnen verbeteren en de weg kunnen vrijmaken voor een nieuw soort antivirale geneeskunde.

Profagen zijn virale genomen die zijn opgegaan in bacteriële genomen. Ze kunnen zo nu en dan reanimeren en nieuwe virusdeeltjes vrijgeven, waardoor de bacteriën waarin ze voorkomen in gevaar komen. CRISPR-Cas-systemen, die fungeren als een adaptief immuunsysteem in bacteriën, verdedigen zich tegen deze aanvallen door viraal DNA te targeten en in stukken te snijden.

Onderzoekers van ETH Zürich ontdekten echter dat bacteriën ook een tweede immuniteitsmechanisme gebruiken, dat zij het type III-A CRISPR-Cas-systeem noemden, volgens een onderzoek dat werd gepubliceerd in het tijdschrift 'Cell'. Deze methode verschilt van het conventionele type II CRISPR-Cas-systeem doordat het een afzonderlijke reeks eiwitten gebruikt en RNA als doelwit heeft in plaats van DNA.

Het type III-A CRISPR-Cas-systeem werd bestudeerd door onderzoekers onder leiding van Martin Jinek, hoogleraar biochemie aan de ETH Zürich, met behulp van de modelbacterie Escherichia coli (E. coli). Ze ontdekten dat het systeem E. coli beschermt tegen het virus dat bekend staat als P1 door viraal RNA te identificeren en te vernietigen.

Eén enkel eiwit, bekend als Csm6, is verantwoordelijk voor de werking van het mechanisme. Eerder is aangetoond dat Csm6 andere taken uitvoert, maar zijn deelname aan de immuniteit was onverwacht. Csm6 zoekt naar RNA-sequenties die lijken op het bacteriële genoom en richt zich op viraal RNA voor vernietiging wanneer het gebonden is aan geleidende RNA-moleculen.

Het type III-A CRISPR-Cas-systeem is bijzonder interessant omdat het niet vereist dat het CRISPR-RNA perfect overeenkomt met het doel-RNA. In plaats daarvan maakt het gebruik van een wiebelige baseparingsmethode die het mogelijk maakt om een ​​verscheidenheid aan RNA-sequenties te targeten met één enkel gids-RNA.

Deze op wiebels gebaseerde targetingtechniek geeft het type III-A CRISPR-Cas-systeem een ​​concurrentievoordeel bij het omgaan met snel evoluerende virussen. Virussen veranderen vaak hun RNA-sequenties om detectie door andere immunologische mechanismen te voorkomen. Het type III-A CRISPR-Cas-systeem kan echter een groter aantal virale RNA-vormen identificeren en targeten dankzij het vermogen om mismatches te accepteren.

De vondst van het type III-A CRISPR-Cas-systeem zou van invloed kunnen zijn op hoe we denken over de evolutie van bacteriën en hoe we nieuwe medicijnen kunnen creëren. De evolutie van bacteriën zou bijvoorbeeld beïnvloed kunnen zijn door deze verdedigingsmethode. De verscheidenheid aan doelsequenties die het type III-A CRISPR-Cas-systeem kan aanpakken, zou het ook een goede kandidaat kunnen maken voor de ontwikkeling van nieuwe antivirale medicijnen.

De ontdekking van het type III-A CRISPR-Cas-systeem kan de deur openen voor meer onderzoek naar bacteriële immuniteit en de ontwikkeling van nieuwe antivirale therapieën. Bovendien dient het als een herinnering aan de complexiteit en inventiviteit van de natuur in de strijd tegen ziekten.