Bakteriofager er virus, som inficerer og dræber bakterier. Navnet kommer af det græske "phagos", der betyder "at fortære". Bakteriofager blev opdaget for 100 år siden pga. deres evne til at formere sig i en sygdomsfremkaldende bakterie, slå den ihjel og dermed kurere patienten. Som et lille rumskib, der lander på månen, sætter de mikroskopiske partikler sig på bakteriens overflade, hvorefter de injicerer deres dræbende, genetiske materiale.

Virus er i virkeligheden ikke andet end små proteinkapsler, der omslutter arvematerialet. Virussen kan ikke formere sig selv uden en værtscelle, som den kaprer for at overleve. Under en infektion udnyttes værtscelles stofskifte til at lave massevis af kopier af virussen, som efterfølgende frigøres og er i stand til at inficere nye værtsceller, mens værtscellen dør.

Et internationalt hold bestående af forskere fra Danmark og Rusland brugte en række biokemiske og strukturbiologiske teknikker til at undersøge, hvorledes bakteriofagen Q?, som inficerer almindelige colibakterier, udnytter flere af sin værtscelles proteiner under kopieringen af sit arvemateriale.

Umiddelbart efter infektion frigør Q? sit arvemateriale i værtscellen, hvor det bruges som skabelon for produktionen af virusproteiner. Q? overtager værtcellens proteinmaskine til at syntetisere sine kappeproteiner samt en virusspecifik RNA-polymerase, kaldet en replikase. Replikasens opgave er at kopiere virussets arvemateriale, hvorimod værtscellens arvemateriale ikke skal genkendes og kopieres. Replikasen kan imidlertid ikke klare denne opgave på egen hånd, så den kaprer tre “hjælpere” blandt værtens egne proteiner nemlig det ribosomale protein S1 samt EF-Tu og EF-Ts, der alle normalt spiller vigtige roller for værtscellens proteinmaskine.

I det netop publicerede arbejde har forskerne påvist, hvorledes ribosomalt protein S1 spiller en afgørende rolle, når det virale Q? arvemateriale skal skelnes fra colibakteriens arvemateriale forud for selve kopieringsprocessen. Sammen danner replikasen og S1 en overflade, hvortil det virale arvemateriale formodes at binde under genkendelsesprocessen. Muteres denne overflade på replikasen, mister replikasen sin evne til præcist at genkende virusgenomet, hvilket har fatale konsekvenser for virussen, som ikke længere kan formere sig.

Denne erkendelse kan i fremtiden danne grundlag for udviklingen af nye metoder til behandling af virusinfektioner, idet hovedparten af alle virus står overfor en lignende udfordring, nemlig selektivt at skulle kopiere sit eget arvemateriale i konkurrence med værtscellens arvemateriale. Lykkes denne opgave ikke, vil virussen miste evnen til at sprede sig til nye værtsceller og infektionen stoppes følgelig.

Det internationale forskerhold bestod af forskere fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik (MBG) og Interdisciplinært Nanoscience Center (iNANO) begge fra Aarhus Universitet samt forskere fra Det Russiske Videnskabelige Akademi i Pushchino, Moskva, Rusland.

Resultaterne er netop publiceret i det internationalt anerkendte tidsskrift Nucleic Acids Research.

Mere information

Lektor Charlotte Rohde Knudsen
Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet
crk@mbg.au.dk - mobil: 2057 2372