Wat zijn Baculovirussen?

Baculovirussen, die behoren tot de familie Baculoviridae, zijn een groep van DNA-virussen die insecten infecteren. Deze virussen zijn zeer kleine, staafvormige structuren, die bestaan uit een eiwitmantel met daarin een kleine hoeveelheid DNA die codeert voor componenten voor verdere virale reproductie.

Colorhype |

De term baculovirus komt van het Latijnse baculum, dat wandelstok of wandelstok betekent, wat duidt op de aparte vorm van deze virussen.

Gemeenschappelijke gastheren voor baculovirussen

Baculovirussen infecteren een groot aantal insecten, hoofdzakelijk behorend tot de orden Diptera (vliegen), Hymenoptera (wespen, bijen en mieren) en Lepidoptera (vlinders en motten). De meest bestudeerde baculovirussen infecteren het larvale stadium van de orde Lepidoptera, d.w.z. rupsen.

Deze virussen spelen een vitale rol in bepaalde natuurlijke ecosystemen. De zigeunermot, die in Noord-Amerika voorkomt, wordt sterk gereguleerd door baculovirussen. Mogelijk wordt tot 50% van hun populatiesterfte veroorzaakt door specifieke baculovirussen.

Het is aangetoond dat ze geen negatief effect hebben op zoogdieren, vogels, vissen of andere niet-doelorganismen, waaronder de mens.

Hoe vermenigvuldigen baculovirussen zich?

Baculovirussen gebruiken unieke mechanismen om te overleven en zich te vermenigvuldigen in hun omgeving. Wanneer baculovirussen zich buiten een gastheer bevinden, wachtend om te worden opgenomen, overleven zij in occlusielichamen. Dit zijn eiwitlichamen die de virionen (de vorm van het virus wanneer het zich buiten een gastheercel bevindt) omhullen en beschermen totdat ze door een gastheer worden opgenomen.

De occlusielichamen zijn stabiel in de omgeving, maar wanneer ze door een insect worden opgenomen, zorgt de hoge pH van de darm van het insect ervoor dat het eiwit wordt afgebroken en de virionen vrijkomen.

De virionen dringen cellen binnen en vermenigvuldigen zich, waarbij ze de machinerie van de gastheercel kapen om DNA en eiwit te produceren en meer virussen te vormen. Nadat de replicatie heeft plaatsgevonden, is de laatste stap de productie van een eiwit dat polyhedrine wordt genoemd. Dit eiwit kristalliseert in de cel en omgeeft de virionen, waardoor een occlusielichaam wordt gevormd, klaar voor verspreiding.

De virionen die door een occlusielichaam worden geproduceerd, worden van occlusie afgeleide virionen (ODV) genoemd. Een ander type virion dat de baculovirussen produceren worden budding virionen (BV) genoemd, die verantwoordelijk zijn voor de cel-tot-cel, systemische infectie binnen insecten.

Biopesticiden

Deze virussen hebben een enorme markt in de landbouwindustrie. Hun specificiteit maakt het mogelijk ze te selecteren en te ontwerpen om elk gekozen plaaginsect te infecteren en het niveau ervan te verlagen.

Virussen zijn obligate parasieten, wat betekent dat ze zich niet kunnen voortplanten zonder gastheer. Dit is voordelig voor het gebruik van baculovirussen als natuurlijke bestrijdingsmiddelen, aangezien hun niveaus zullen afnemen zodra zij de populatie van het doelinsect effectief hebben verminderd.

De hoge specificiteit van baculovirussen kan echter een nadeel zijn, omdat landbouwers vaak met één enkele investering tegen een verscheidenheid van insectenplagen willen beschermen. Een selectie van verschillende baculovirus biopesticiden kan daarom nodig zijn.

Hoe verhoudt zich dit tot andere insecticide methoden?

Baculovirussen zijn relatief langzaam in het verminderen van de insecten plaag populatie in vergelijking met alternatieve insecticiden zoals chemische behandeling. Ze worden daarom voornamelijk alleen gebruikt voor hoogwaardige gewassen of wanneer gewassen resistent zijn geworden tegen chemische insecticiden.

Chemische bestrijdingsmiddelen zijn ook goedkoper in vergelijking met biopesticiden op basis van baculovirussen, maar ten koste van veel meer potentiële negatieve effecten. Daartoe behoren schade aan niet-doelorganismen die het plaatselijke ecosysteem kunnen aantasten, en de ontwikkeling van resistentie.

Baculovirussen kunnen mogelijk ook genetisch worden gemodificeerd om de werking en de snelheid van hun werking als biopesticiden te verhogen. Deze strategie zal waarschijnlijk in de toekomst worden ontwikkeld.

Virale vectoren

Baculovirussen kunnen ook worden gebruikt als vectoren voor genoverdracht, waarbij bepaalde genen van belang in cellen kunnen worden gekloond tijdens gentherapie. Deze virussen zijn nuttig op dit gebied, omdat zij weinig cytotoxische effecten hebben in menselijke cellen, en zich daarin niet vermenigvuldigen.

Een ander voordeel van baculovirussen als virale vectoren, boven vele andere vormen van gentherapie, is dat zij niet kwetsbaar zijn voor het menselijke immuunsysteem, omdat dit baculovirussen niet herkent.

Baculovirussen zijn derhalve een zeer nuttig instrument in de moderne biotechnologie, alsmede in de landbouw, en de ontwikkeling ervan in de toekomst zou nog meer mogelijkheden voor hun toepassingen kunnen openen.

Verdere lectuur

• Alle Virologie Inhoud
• Virologie – Wat is Virologie?
• Virale Ziekten
• Virologie Geschiedenis
• Virologie Moleculaire Biologie &Virale Therapie

Citaties