Bacteriën vormen ecosystemen in het menselijk lichaam

Bacteriën kunnen samenwerken om moleculen af te breken, of regelrecht oorlog voeren voor voedingsstoffen.

Bio-informaticus Jeroen Raes van de VIB werkte met enkele collega’s mee aan een groot artikel in Nature dat het sociaal netwerk van bacteriepopulaties in en op het menselijk lichaam in kaart bracht – de meeste van die wezentjes leven in perfecte harmonie met ons samen. Boeiend was dat bacteriën in ons lichaam een soort ecosysteem vormen, met soorten die soms een positieve, en soms een negatieve relatie met elkaar hebben: ze kunnen samenwerken om moleculen af te breken, of regelrecht oorlog voeren voor voedingsstoffen.

Het menselijk ecosysteem bevat meer dan tienduizend soorten microben. Veel mensen dragen trouwens courant potentieel ziekmakende bacteriën in hun lichaam zonder dat ze er iets van merken.

Maliënkolder

Maar zelfs bacteriën moeten zich wapenen tegen de boze buitenwereld. Ze beschikken daarvoor over een pantser, een echt haakwerk van duizenden stuks van hetzelfde eiwit. Een microbiologische maliënkolder. Microben investeren soms tot een derde van hun eiwitproductie in de opbouw van hun harnas.

Han Remaut van de Brusselse tak aan het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) presenteert met een aantal collega’s in het topvakblad Nature een beschrijving van de structuur van dit pantser tot op het niveau van de atomen. Voor dat huzarenstukje hadden ze een combinatie van technieken nodig, zoals x-stralendiffractie en elektronenmicroscopie.

De onderzoekers konden letterlijk zien hoe de individuele eiwitten zich vasthaken tot een maliënkolder van moleculaire afmetingen. Het inzicht kan nuttig zijn in de strijd tegen bacteriële infecties, want er zijn aanwijzingen dat de microben hun pantser ook gebruiken als anker om zich aan cellen te hechten.

Gaatjes in harnas

Interessant was voorts dat, als de onderzoekers hun bacteriën kweekten in een milieu zonder belagers, de wezentjes beduidend minder of zelfs helemaal niets investeerden in het pantser. Ze laten ook gaatjes in hun harnas, om de uitwisseling van voedings- en andere stoffen met de omgeving niet te hinderen.

Het onderzoek kan eveneens nuttig zijn voor de nanotechnologie, want we kunnen veel leren van hoe de natuur miniatuurstructuren creëert. De manier waarop de eiwitten zich vanzelf tot een pantser in elkaar haken, kan model staan voor het automatisch laten assembleren van artificiële miniatuurbouwwerkjes.

www.knack.be