Met een combinatie van een AFM-tip en een infraroodlaser kun je de opslag van reservevoedsel in een bacterie volgen. Daaraan kun je aflezen of de bacterie geschikt is voor biodieselproductie, schrijven Franse onderzoekers in het Journal of Physical Chemistry Letters.

Dat reservevoedsel bestaat uit triglyceriden (de auteurs gebruiken zelf liever het synoniem tryacylglycerol, afgekort TAG) die sterk lijken op de biodiesel-grondstof die nu nog uit plantenzaden wordt gewonnen. Als je bacteriën op grote schaal zou kunnen inzetten voor TAG-productie zou je die zaden gewoon weer als voedsel kunnen gaan gebruiken, zo luidt de redenering.

De Fransen richten zich daarbij vooral op Streptomyces. Deze bodembacterie is om meerdere redenen interessant. Ten eerste bestaat zelfs bij ongemodificerende stammen soms de helft van de droge massa uit TAG’s. Ten tweede eet hij lignocellulose en ander organisch afval. Ten derde is van meer dan 25 Streptomyces-soorten het genoom bekend. En tot slot gebruikt de farmaceutische industrie ze al tientallen jaren als antibioticaproducent, zodat grootschalige kweek geen enkel probleem meer is.

De kunst is nu om een Streptomyces-stam te kweken die optimaal is voor TAG-productie. Bekend is al dat je er dan een moet hebben die weinig antibiotica maakt, maar als selectiecriterium is dat te onnauwkeurig.

De Fransen hebben zich nu gerealiseerd dat die TAG’s een paar heel karakteristieke pieken in hun IR-spectrum vertonen. Bijvoorbeeld eentje bij 1741 cm^-1, veroorzaakt door rek van de C=O esterbinding. Ter vergelijking: de C=O-band van de bacterie-eiwitten zit bij 1646 cm^-1, dus een comfortabel eind verderop.

Wat je dus doet is de bacterie bestoken met een IR-bundel met dit specifieke golfgetal, terwijl de tip van een atomic force-microscoop (AFM) er boven hangt. Op plekken waar TAG’s zitten wordt de straling geabsorbeerd, zet het materiaal uit door de hitte en krijgt de AFM-tip een tik.

Zo kun je met de AFM de hele bacterie scannen en precies in kaart brengen waar de TAG’s zitten. Misschien nog belangrijker is dat je het een aantal keren kunt doen terwijl de bacterie nog leeft, zodat je een beeld krijgt van het tempo waarin ze haar voer metaboliseert en de TAG’s zich ophopen.

Ook interessant is hoe groot de TAG-druppeltjes zijn, want dat bepaalt hoe gemakkelijk je ze achteraf uit de bacterie kunt oogsten.

bron: American Chemical Society