Je leest:

Genoom verraadt leefstijl van bacterie

Genoom verraadt leefstijl van bacterie

Auteur: | 9 september 2009

Australische wetenschappers kunnen voortaan op basis van het genoom bepalen welke leefstijl een marine bacterie heeft. Daardoor is het nu ook mogelijk om bacteriën te onderzoeken die in een laboratorium niet goed te kweken zijn. De nieuwe techniek komt als geroepen, omdat bacteriën in de oceaan een belangrijke rol spelen in de natuurlijke koolstofkringloop op aarde. Deze kringloop staat onder druk door klimaatverandering.

De oceaan omvat zo’n 71 procent van het complete aardoppervlak en is daarmee de grootste opslagplaats voor koolstofdioxide (CO2). Plankton en micro-organismen nemen CO2 op uit de atmosfeer en zetten dit om in calciumcarbonaat. Zo leveren zij een bijdrage aan de natuurlijke koolstofkringloop, die het evenwicht moet bewaren tussen de hoeveelheid koolstof op het aardoppervlak en in de atmosfeer. Dankzij klimaatverandering is deze koolstofkringloop verstoord en komt er steeds meer CO2 in de oceaan terecht. Daarnaast neem de temperatuur van het water langzaam toe.

Dit is Resurrection Bay bij Alaska. Op deze locatie isoleerden de onderzoekers de mariene bacterie Sphingopyxis alaskensis.
Bruce F. Molnia, US Geological Survey

Hoe gaan bacteriën die in de oceaan leven om met de effecten van klimaatverandering? Dat is lastig te onderzoeken, omdat veel mariene bacteriën erg moeilijk in een laboratorium te kweken zijn. Bacteriën hebben gedurende hun evolutie verschillende overlevingsstrategieën ontwikkeld die variëren tussen twee extremen. In warm water met veel voedingsstoffen (voornamelijk kustgebieden) leven bacteriën met grote cellen en het vermogen om snel te groeien. Bacteriën in voedselarm water zijn relatief klein en groeien maar langzaam.

Complete ecosystemen

Australische wetenschappers vergeleken het genoom van de snelgroeiende Photobacterium angustum met dat van de trage bacterie Sphingopyxis alaskensis. Zij ontdekten dat het mogelijk is om aan de hand van slechts een aantal genen te bepalen welke leefstijl een bacterie heeft. Zo hebben bacteriën in voedselrijk water bijvoorbeeld een vrij groot genoom en hebben bacteriën in voedselarm water zeer efficiënte transporteiwitten om voedingsstoffen op te nemen.

Deze kaart stelt een willekeurig stukje oceaan voor. De blauwe bacteriën in de rechter bovenhoek zijn aangepast aan een voedselarme omgeving, terwijl de rode bacteriën linksonder in voedselrijke gebieden voorkomen. Tussenliggende kleuren hebben ook een leefstijl die tussen deze twee extremen in ligt. De grootte van de zwarte stippen geeft aan hoeveel genomen de onderzoekers op elk plekje onderzocht hebben. Hoe groter de stip, hoe meer genomen er zijn bekeken.
Dr. Federico Lauro en Dr. Matthew DeMaere, University of New South Wales

Door het genoom van een aantal veelvoorkomende soorten binnen een ecosysteem te bepalen, kunnen onderzoekers veel leren over het complete systeem. Dankzij de strategieën van dominante bacteriën krijgen onderzoekers een idee van de koolstofstroom die door het systeem loopt. Aan de hand daarvan valt iets te zeggen over de gezondheid van het onderzochte stukje oceaan en over de mogelijke invloed van klimaatverandering.

Bronnen

The genomic basis of trophic strategy in marine bacteria (Federico Lauro e.a.), PNAS, september 2009

Zie ook

Anammox ook aangetroffen in de oceaan (Kennislinkartikel van Bionieuws) Opwarming oceanen heeft negatieve gevolgen voor plankton èn klimaat (Kennislinkartikel van UvA)

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 09 september 2009

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.