8 juli 2019

Publicatie Utrechtse onderzoekers in Nature Microbiology

Wereldwijde samenwerking ontdekt darmvirus in een derde van landen

We zijn allemaal hetzelfde en toch allemaal verschillend. De Utrechtse bioinformaticus Bas E. Dutilh ontdekte een familie van microscopisch kleine virussen, die wereldwijd in de darmen van mensen leeft, maar overal anders is, afhankelijk van het land waar we wonen.

Het crAssphage-virus. Credit: Colin Hill

In samenwerking met meer dan honderd wetenschappers uit tientallen landen, onderzocht Dutilh rioolwater en poepmonsters. In Nature Microbiology van 8 juli tonen ze aan dat het virus crAssphage voorkomt in een derde van alle landen wereldwijd.

CrAssphage

CrAssphage is een veelvoorkomend virus in de menselijke darmen. Het is een zogeheten bacteriofaag, die bacteriën infecteert. In 2014 ontdekte Dutilh het virus bij toeval. “We analyseerden grote metagenome datasets met een nieuw ontwikkeld computerprogramma, cross-assembly ofwel crAss, en ontdekten deze bacteriofaag. We noemden hem crAssphage, naar het computerprogramma”, vertelt hoofdauteur Bas Dutilh. “Tot nu toe hadden onderzoekers dit virus over het hoofd gezien. Nu we wisten waar we naar moesten zoeken, ontdekten we het genoom in talloze monsters. Tegen de tijd dat we het artikel publiceerden hadden we alle openbaar beschikbare metagenomen geanalyseerd – 2.944 op dat moment – en ontdekten crAssphage in 73 procent van de metagenomen van menselijke feces.” 

Het project werd steeds groter en leidde tot veel meer respons dan we ooit hadden durven hopen

CrAssphage werd wereldnieuws en inmiddels zijn er al driehonderd papers over het tot dan toe onbekende virus gepubliceerd. “De vraag bleef echter waar crAssphage vandaan komt en of het virus effect heeft op de menselijke gezondheid. Om die vraag te beantwoorden besloten we de hulp in te schakelen van collega’s wereldwijd.” Na een oproep op Twitter en een mail naar onderzoekers met de vraag crAssphage te helpen opsporen in oppervlaktewater, stroomden de wereldwijde labuitslagen binnen. “Het project werd steeds groter en leidde tot veel meer respons dan we ooit hadden durven hopen. Collega’s van over de hele wereld stopten hun tijd en energie in ons project, want iedereen wilde weten hoe het nu zit met die crAssphage.”

Vervuilingsindicator

Uit dit vervolgonderzoek blijkt waardoor crAssphage zo wijdverspreid is. In Nature Microbiology laten de onderzoekers zien dat crAssphage zo oud is als de mensheid en niet geassocieerd is met menselijke ziektes, wat verklaart waarom het nooit door selectie uit de populatie is verdwenen. “Ook ontdekten we verwante virussen in poepmonsters van gorilla’s en andere primaten. We vermoeden daardoor dat het virus al miljoenen jaren met ons geëvolueerd is, en zich samen met mensen verspreidde toen we de wereld koloniseerden”, vertelt Dutilh. “Het is voor het eerst dat iemand aantoont dat menselijke darmvirussen zo oud zijn als het ontstaan van de mens.”

Doordat het virus zoveel voorkomt bij mensen is crAssphage inmiddels een sterke indicator van vervuiling door menselijke ontlasting in bijvoorbeeld oppervlaktewater. Mogelijk kan het virus onderzoekers in de toekomst helpen om de darmflora te manipuleren door gericht schadelijke darmbacteriën aan te pakken.

Global phylogeography and ancient evolution of the widespread human gut virus crAssphage verscheen 8 juli in Nature Microbiology. DOI: 10.1038/s41564-019-0494-6