Biologen hebben een nieuw soort virusachtig deeltje gevonden in RNA-gegevens uit ontlastingmonsters. De onderzoekers hebben deze deeltjes, die bestaan uit een RNA-streng, obelisken genoemd.
Onderzoekers hebben in menselijke darmen een vreemd deeltje gevonden dat zich kan vermenigvuldigen, en dat veel kleiner en simpeler is dan een virus. De ontdekkers noemen deze deeltjes obelisken.
Obelisken zijn ‘een compleet nieuwe categorie’, zegt microbioloog Beatriz Navarro van het Instituut voor Duurzame Plantenbescherming in Italië, die niet betrokken was bij de vondst. Ze beschouwt de deeltjes als ‘een zeer indrukwekkende ontdekking die duizenden nieuwe vragen oproept’.
Mieren zijn magnifieke navigators
Mieren zijn in staat tot verbazingwekkende navigatieprestaties. Misschien kan waardering hiervoor helpen om deze insectensoorten te behouden.
De virusachtige deeltjes werden ontdekt door een team onder leiding van bioloog en geneticus Andrew Fire van de Stanford-universiteit in Californië, die in 2006 de Nobelprijs voor fysiologie of geneeskunde kreeg. Het onderzoek verscheen recent op de voorpublicatiewebsite bioRxiv. Omdat het onderzoek nog niet door vakgenoten is beoordeeld, wilde Fire niet worden geïnterviewd.
Cirkelvormig of staafachtig
Een obelisk lijkt op een ander klein, virusachtig deeltje: een viroïde. Veel virussen bestaan uit een stukje genetisch materiaal zoals DNA of RNA, omgeven door een eiwitmantel. Bij viroïden ontbreekt deze buitenste laag: ze bestaan enkel uit een cirkelvormige streng RNA. Ze zijn zo klein dat ze pas in de jaren 70 ontdekt zijn.
Net als een viroïde bestaat een obelisk alleen uit RNA, dat waarschijnlijk cirkelvormig is. Maar er zijn belangrijke verschillen. Het RNA van een viroïde bevat geen informatie om eiwitten te maken, terwijl een obelisk met de informatie uit zijn RNA wel eiwitten kan maken. De door de obelisk geproduceerde eiwitten zijn compleet nieuw en vertonen geen gelijkenis met bekende eiwitten. Het team van Fire noemt de nieuwe eiwitten oblins.
Bovendien lijkt het alsof het RNA van de obelisken geen losse cirkel blijft, maar zich opvouwt tot een strakke, staafachtige vorm. De staafachtige vorm was de inspiratie voor de naam obelisk.
RNA-bibliotheek
Fire en zijn team ontdekten de obelisken door te zoeken in een bibliotheek van DNA- en RNA-gegevens die verzameld zijn uit menselijke ontlastingmonsters. Ze ontwikkelden een nieuw zoekprogramma om de gegevens af te speuren naar onbekende stukjes RNA.
Toen ze eenmaal in de gaten hadden dat er obelisken in zaten, doorzochten ze meer gegevensbestanden. In totaal vonden ze RNA van obelisken in 7 procent van de ontlastingmonsters en in 50 procent van de monsters uit de mond. Mogelijk weerspiegelen deze datasets niet hoe vaak obelisken wereldwijd voorkomen. ‘Ze zijn niet zeldzaam’, zegt Navarro. ‘En gezien hun aanwezigheid moeten ze een rol spelen.’
Gedrag
Voorlopig weten we nog weinig over wat obelisken doen. De ontdekking is uitsluitend gebaseerd op de analyse van bestaande genetische gegevens. Volgens Navarro is de volgende stap het uitvoeren van experimenten om de staafachtige structuur te bevestigen en het gedrag te bestuderen.
Fire en zijn team vonden al wel een aanwijzing voor het gedrag van de obelisken. Ze ontdekten dat sommige laboratoriumstammen van de bacterie Streptococcus sanguinis stukjes RNA van de obelisk bevatten. Dit betekent dat de obelisken S. sanguinis infecteren. Mogelijk gebruiken ze de machinerie in de bacteriecellen om zichzelf te vermenigvuldigen, net zoals viroïden dat doen.
Ziekteverwekkend
S. sanguinis komt voor in onze mond. Normaal gesproken is dat gunstig, omdat deze bacteriën bijdragen aan een goede mondgezondheid. Maar als ze in je bloed terechtkomen, kunnen ze een ontsteking van de hartspier of -kleppen veroorzaken.
Navarro is benieuwd of de obelisken het gedrag van S. sanguinis beïnvloeden. ‘Is de bacterie ziekteverwekkender als hij obelisken bij zich heeft of juist niet?’ vraagt ze zich af. ‘Daar weten we het antwoord nog niet op.’ Mogelijk kunnen we obelisken ooit gebruiken in de geneeskunde om bacteriële infecties te behandelen. Daar zetten we nu virussen voor in die bacteriën infecteren.
Levend
De obelisken zijn de laatste van een reeks ontdekkingen die onze kennis vergroten over hoe virussen, viroïden en viroïde-achtige deeltjes eruit kunnen zien. Voor zulke onderzoeken analyseren onderzoekers vaak een mengsel van DNA en RNA van verschillende organismen en deeltjes. In 2023 identificeerde een team waar Navarro deel van uitmaakte bijvoorbeeld ‘ambivirussen’: viroïde-achtige deeltjes die mogelijk schimmels infecteren.
Wetenschappers zijn het er niet over eens of virussen leven of niet. Hoewel virussen genetisch materiaal bezitten en evolueren, kunnen ze zich alleen binnen een gastheer vermenigvuldigen. Dezelfde discussie geldt voor viroïden, en mogelijk ook voor obelisken.
In 2022 opperden Navarro en haar collega’s dat deeltjes op basis van RNA zoals viroïden misschien onderdeel zijn geweest van de vroegste geschiedenis van het leven. Sommige biologen vermoeden dat het eerste leven grotendeels of uitsluitend gebaseerd was op RNA. Als dat zo is, zouden viroïden en obelisken overblijfselen kunnen zijn van deze oude RNA-wereld.
