Choleratoxine niet gemaakt door bacterie, maar door virus

Niet de bacterie Vibrio cholerae produceert het choleratoxine, maar een virus dat zich ophoudt in de bacterie. Dat blijkt uit onderzoek van de Amerikaanse microbiologen M.K. Waldor en J.J. Mekalanos (Science, 28 juni).

Door deze ontdekking belandt de cholerabacterie in het rijtje van ondere andere Corynebacterium diphteriae en Clostridium botulinum. Zowel het difterie-toxine als het gif dat botulisme veroorzaakt wordt geproduceerd door bacteriofagen: virussen die bacteriën infecteren.

Er bestond al enige tijd een vermoeden dat het toxinegen in de cholerabacterie een vreemde afkomst had. Die veronderstelling is voornamelijk gebaseerd op een afwijkend G-C gehalte van het toxinegen. Een DNA-molecule is opgebouwd uit twee om elkaar wentelende strengen, elk bestaand uit een opeenvolging van nucleotioden die aangeduid worden met de letters A, T, G en C. De twee strengen blijven bij elkaar doordat A van de ene streng koppelt aan T van de andere streng, terwijl G koppelt aan de tegenoverliggende C. In ieder organisme komen de paren A-T en G-C in een bepaalde verhouding voor. Het G-C gehalte in V. cholerae schommelt om en nabij de 50 procent. Dat van het toxinegen ligt op ongeveer 35 procent.

De oorsprong van dit gen was tot op heden echter duister. Dat probleem hebben de twee Amerikanen met hun onderzoek uit de wereld geholpen. Ze toonden aan dat het toxinegen van de ene bacterie naar de andere werd overgedragen via een virusachtig partikel, DNA in een omhulsel. Dat 'vervoersmiddel' bleek gevoelig voor hitte en chloroform, maar resistent tegen enzymen die DNA, RNA en eiwitten afbreken. Voor Waldor en Mekalanos was dat reden om aan een bacteriofaag te denken.

Via elektronenmicroscopie verschaften ze zich een beeld van de hardnekkige partikels. De onderzoekers slaagden er vervolgens in om de bacteriofagen te zuiveren en het daarin opgeborgen DNA in kaart te brengen. Ze vonden het toxinegen terug, naast nog vijf andere genen die essentieel zijn voor een succesvolle vermeerdering van het virus.

Verder onderzoek wees uit dat de bacteriofaag op een bijzondere manier zijn gastheer binnendringt. Als aangrijpingspunt gebruikt het virus de kleine draden (de zogenaamde pili) die uit het oppervlak van V. cholerae steken. Opvallend genoeg zijn het dezelfde draden die de bacterie gebruikt om zich aan cellen van het maagdarmkanaal te hechten. Volgens de auteurs zijn faag en bacterie samen geëvolueerd in het menselijk maagdarmsysteem.

    • Marcel aan de Brugh