Je leest:

Virus als insecticide

Virus als insecticide

Auteur: | 7 oktober 2004

Sluipwespen die virussen gebruiken als insecticiden. Echt een zin die je 2 keer moet lezen. De sluipwesp en het virus leven in symbiose, want beide profiteren. De wesp draagt het virus bij zich en injecteert deze tegelijk met zijn eieren in een rups. Het virus verzwakt het imuunsysteem van de rups waardoor de eieren van de sluipwesp zich ongestoord kunnen ontwikkelen tot sluipwespenlarfjes. Dit bizarre verhaal staat deze week in Science.

De hoofdpersonen in dit gruwelijke sprookje zijn de sluipwesp Cotesia congregrata, zijn gastheer de rups van de tabakspijlstaartvlinder Manduca sexta en een polydnavirus. Polydnavirussen behoren tot een aparte virusfamilie die je alleen terugvindt bij sluipwespen die eieren leggen in een gastheer – bij voorkeur rupsen van vlinders of motten. Aangezien heel wat rupsen een plaag vormen bij het verbouwen van groente en fruit is de sluipwesp een grote vriend van boeren. Zij gebruiken de sluipwesp dan ook voor biologische bestrijding van de rupsen.

De sluipwesp Cotesia congregata zoekt een mooi plekje uit op zijn gastheer de pijlstaartrups Manduca sexta om zijn eitjes in te leggen. De sluipwesp is vele malen kleiner dan de rups. Je ziet hier de rups van de zijkant. klik op de afbeelding voor een grotere versie

Franse wetenschappers ontdekten dat sommige sluipwespen zelf ook hulp in roepen. Namelijk van een polydnavirus, nog preciezer een bracovirus. Het bijzondere is dat dit insectenvirus zich niet verspreidt via infectie zoals de meeste virussen. Denk maar aan het griepvirus dat zich verspreidt via kleine druppeltjes snot en speeksel. Via kussen en hoesten infecteert het ene griepslachtoffer het volgende slachtoffer. Maar het bracovirus heeft een heel andere levenscyclus. Het virus zit namelijk verpakt als “kaal” DNA (zonder eiwitmantel) en maakt onderdeel uit van het genoom van de gastheer. Het virale DNA bevindt zich dus in alle cellen. Maar de assemblage van virusdeeltjes vindt alleen plaats in de eierstokken van een vrouwtjessluipwesp. De wesp heeft op deze manier helemaal geen last van het virus. Tegelijk met de eieren injecteert de sluipwesp de virusdeeltjes in de rups.

Zodra de larfjes van de sluipswesp groot genoeg zijn kruipen ze naar buiten om daar op de achterkant van de rups te verpoppen. Linksboven zie een close-up van de witte sluipwespencoconnetjes. copyright Science klik op de afbeelding voor een grotere versie

De wetenschapper Eric Espagne en collega’s maken aannemelijk dat de sluipwesp in symbiose leeft met het bracovirus. Beide profiteren. De virusdeeltjes in de rups verzwakken de afweer van de rups zodat de eieren zich ongestoord kunnen ontwikkelen. Zodra de rups geinjecteerd wordt met een sluipwespeneitje komt normaal gesproken het immuunsysteem in actie. Het eitje wordt als vreemde indringer herkend door cellen in het bloed. Vervolgens klonteren de bloedcellen vast aan het ei en vormen zo een kapsel. Dankzij het kapsel krijgt het eitje geen zuurstof meer en gaat het dood. Zodoende kan de rups toch nog uitgroeien als prachtige vlinder. Maar helaas voor de rups van de tabakspijlstaartvlinder gebruikt de Cotesia wesp bracovirussen als insecticide. De virusdeeltjes verzwakken het imuunsysteem waardoor de sluipwespeneitjes niet ingekapseld worden en de rups uiteindelijk het loodje legt.

De levenscyclus van een polydnavirus. Het virus zit in de sluipwesp verpakt als DNA in alle cellen van de sluipwesp. Maar de assemblage van nieuwe virusdeeltjes vindt alleen plaats in de eierstokken. Deze levenscyclus is uniek voor polydnavirussen. klik op de afbeelding voor een grotere versie

Espagne bestudeerde het genoom van het bracovirus grondig en ontdekte een paar opmerkelijke zaken. Het genoom van dit bracovirus bestond uit 567.670 basenparen en is daarmee het grootste beschreven virusgenoom. Ook is het genoom niet verpakt in 1 stuk maar bestaat het uit dertig losse cirkels met zo’n 156 coderende gebieden. Normaal gesproken is viraal DNA erg compact en bestaat het voornamelijk uit coderende stukken. Maar het bracovirus bestaat maar voor 27 procent uit coderende stukken. Nog een opmerkelijk feit is dat het genoom erg lijkt op eukaryoot genoom: het bevat namelijk intronen. De wetenschappers vermoeden dat de virus al miljoenen jaren mee evolueert met de sluipwesp. Vandaar dat het virale genoom ook stukken insecten DNA bevat en het eigenlijk helemaal niet lijkt op andere virale genomen. Als laatste noemen de wetenschappers het feit dat 43 procent van de gevonden genen nog nooit eerder beschreven zijn. Hiervan weten ze dan ook niet wat de functie is.

De belangrijkste genen die het bracovirus heeft schoppen het imuunsysteem van de rups in de war. Volgens Espange zijn deze genen goed bruikbaar om planten weerbaar te maken tegen plaaginsecten. Door deze “insecticide-genen” in gewassen te stoppen met behulp van biotechnologie kun je gewassen krijgen die bestand zijn tegen de vraatzuchtige rupsen. Op dit moment worden er al transgene gewassen gemaakt en onderzocht met dit soort genen. Deze gewassen zijn veel beter bestand tegen de vraatzuchtige pijlstaartrupsen. Zo zie je maar dat niet alle virussen vervelend zijn. Zowel de sluipwesp als de mens zijn blij met die wonderlijke polydnavirussen.

Met dank aan Mathew Turnbull die het plaatje van de levenscyclus leverde

Meer over:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 07 oktober 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.