Virus pikte DNA van zwarte weduwe

Zwarte weduwe Foto Istock

Een veelvoorkomend virus infecteert zijn slachtoffers met hulp van DNA van de zwarte weduwe. Dat ontdekte het biologenechtpaar Sarah en Seth Bordenstein. Dinsdag verscheen hun artikel daarover in Nature Communications. Ze schrijven dat het virus mogelijk ook nuttige genen heeft opgepikt van andere insecten, zoals de rode vuurmier en een steekmug.

Het virus in kwestie leidt een verborgen bestaan in een serie van gastheren, als het laatste poppetje in een matroesjka. Veertig procent van alle geleedpotigen is besmet met een bacterie, Wolbachia. Deze bacteriën zijn op hun beurt bijna allemaal geïnfecteerd met een virus, de WO-faag. Dát is het virus met DNA van de zwarte weduwe.

De uitwisseling van genen tussen soorten heet ‘horizontale genoverdracht’ in biologenjargon. Meestal vindt zulke overdracht plaats tussen twee soorten die intiem cellulair contact met elkaar hebben. Een gastheer en ziekmaker bijvoorbeeld, of eter en maaltijd.

Virussen zijn vaker betrapt op het stelen van genen van hun gastheer. Maar dat was altijd via direct contact: virussen die bacteriën infecteren (fagen) stelen van bacteriën, dierenvirussen stelen van dieren. Maar dit is voor het eerst dat een virus genen van een derde partij heeft overgenomen.

De celbiologen Bordenstein en Bordenstein bekeken het DNA van WO-fagen in een bronswesp en grauwe meelmot toen ze een nieuwe groep genen vonden die eerder alleen bij dieren zijn gezien.

Het zijn flinke genen voor een virus, eentje is het één na grootste gen dat ooit bij een bacteriofaag gevonden is. Bij elkaar neemt het dierencluster ongeveer de helft van het hele genoom van de WO-faag in beslag.

Het meest opvallende gen van het groepje is een stuk van het atrotoxine-gen. Latrotoxine is het zenuwgif waarmee zwarte weduwen (Latrodectus) hun prooien vergiftigen. Moleculair gezien werkt het gif door gaten in het celmembraan van zenuwcellen te openen, waardoor signaalstoffen (neurotransmitters) uit zenuwcellen lekken. Mensen krijgen na een weduwebeet pijn, kramp en gaan zweten.

Waar heeft het virus het spinnen-DNA voor nodig? Het biologenkoppel weet het niet zeker, maar vermoedt dat het virus de genen gebruikt om in twee gastheren te overleven. WO-faag staat voor een grotere uitdaging dan andere virussen: eerst moet het ín een insectencel op zoek gaan naar bacteriën om te infecteren, zonder ontdekt te worden door het afweersysteem. En als de besmette bacterie genoeg virussen heeft gemaakt, moet het virus door twee celwanden heen breken om vrij te komen: dat van de bacterie en van de insectencel. Misschien speelt latrotoxine daarbij een rol.

De twee weten ook niet hoe het virus aan het spinnen-DNA is gekomen. Het virus kan direct DNA hebben opgenomen via de celvloeistof, of via bacterie als tussenstap. Theoretisch kan het zo zijn dat de genen van oorsprong virusgenen zijn die verschillende insecten en spinnen hebben overgenomen, maar dat acht het duo onwaarschijnlijk.