Zeesponzen synthetiseren geen gebromeerde vlamvertragers maar ze zitten vol cyanobacteriën die dat wél doen. Met verfijnde metagenomics-techniekenhebben onderzoekers van het Scripps-instituut dat vermoeden bewezen, schrijven ze in Nature Chemical Biology.

Die polygebromeerde difenylethers (PBDE’s) behoren tot de belangrijkste (en minst welkome) menselijke bijdragen aan het leefmilieu. Maar al langer is duidelijk dat er meer organismen zijn die PBDE’s aanmaken, en dat die natuurproducten zich eveneens ophopen in de voedselketen. Er zijn bacteriën bekend die dit doen, maar verreweg de grootste boosdoeners zijn sponzen uit de Dysideidae-familie. Soms maken PBDE’s 10% van hun droge gewicht uit.

Waar die PBDE-productie in vredesnaam goed voor is, is overigens nog een raadsel.

Sponzen plegen vol symbiotische bacteriën te zitten en bekend is dat veel chemische producten, die aan zo’n spons worden toegeschreven, in werkelijkheid uit die bacteriën komen. Bij Dysideidae is de cyanobacterie Hormoscilla spongeliae verreweg de belangrijkste symbiont. Al eerder was waargenomen dat de PBDE’s vooral in de bacteriemassa zitten. Maar dat bewees nog niet dat die bacterie zo ook zelf máákt. En omdat ze zich niet op kweek laat zetten, was ook niet te achterhalen of ze toevallig de benodigde genen heeft.

Bradley Moore en collega’s hebben het daarom anders aangepakt. Ze wisten al hoe een andere bacterie, Pseudoalteromonas, de PBDE-synthese aanpakt door chorisminezuur achtereenvolgens met een lyase, eem brominase en cytochroom P450 te bewerken. Moore gokte erop dat in de spons ongeveer hetzelfde gebeurt, en dat de genetische code voor alle genoemde enzymen voor het gemak in één cluster zit.

Vervolgens bepaalden ze de basenvolgorde van al het DNA dat ze uit zo’n spons konden extraheren, dus een mix van bacterieel DNA en dat van de spons zelf.

In dat metagenoom vonden ze inderdaad het gezochte cluster. Het zat in een groter stuk DNA dat in meerdere opzichten lijkt op dat van een cyanobacterie. Dat je relatief veel van die fragmenten vindt, versterkt het vermoeden dat het om het DNA van H. spongelae moet gaan.

Het lukte niet om die genen in te bouwen in het gebruikelijke werkpaard E.coli. Maar Synechococcus elongatus, zelf ook een cyanobacterie, accepteerde ze wel en ging toen inderdaad iets PBDE-achtigs produceren.

Voorlopig heb je niet veel aan deze kennis. Maar de auteurs stellen dat mariene ecosystemen pijlsnel veranderen door klimaatverandering, eutrofiëring en overbevissing, en dat de kans bestaat dat PBDE-producerende organismen hierdoor ineens veel meer de ruimte krijgen. Als dat ooit gebeurt, heeft de rest van de voedselketen een serieus probleem. Het is dus handig te weten hoe de PBDE-synthese precies in elkaar zit, naar welke genen je moet uitkijken, en welke organismen je wat dit betreft in de gaten moet houden.

bron: Nature Chemical Biology