Bacterie zit veel ingewikkelder in elkaar dan gedacht

De bacterie Mycoplasma pneumoniae zit veel complexer in elkaar dan je van een organisme met slechts 689 genen zou verwachten. Dat meldt een internationaal team van onderzoekers (waaronder de door NWO gesubsidieerde Nederlandse Vera van Noort) in een serie van 3 artikelen in Science.

De onderzoekers van het European Molecular Biology Laboratory in Heidelberg (Duitsland) en het Centre de Regulació Genòmica in Barcelona (Spanje) hebben M. pneumoniae op drie niveaus doorgelicht. Ze kozen deze veroorzaker van atypische longontsteking uit omdat ze vermoedden dat het een bruikbaar model zou kunnen zijn voor een ‘minimale’ cel. Met andere woorden: een cel zonder toeters en bellen die nog nét in staat is om zichzelf te vermenigvuldigen zonder een beroep op een gastheer te hoeven doen. Ter vergelijking: een bacterie als E. coli heeft iets van 4.000 genen, en een mens meer dan 20.000.

Ze brachten dus het proteoom (welk eiwit zit waar), het metaboloom (welke reacties verlopen waar) én het transcriptoom (welke stukken DNA worden naar RNA vertaald) in kaart. Daarvoor gebruikten ze een combinatie van state-of-the-art technieken, zoals röntgenkristallografie, tomografie, elektronendiffractie en tandem affinity purification-massaspectrometrie.

Er kwam dus uit dat de bacterie op alle niveaus veel ingewikkelder in elkaar zit dan verwacht.

M. pneumoniae is een prokaryoot (een cel zonder celkern dus) maar zijn transcriptoom lijkt verbazend veel op dat van een minder primitieve eukaryoot mét celkern. Het DNA codeert maar voor een stuk of 200 enzymeiwitten, maar op z’n minst een deel daarvan lijkt multifunctioneel te zijn. Andere eiwitten organiseren zich in de bacterie tot behoorlijk complexe complexen.

Ook is de bacterie niet vormloos, maar bezit hij een soort stormram voor infectiedoeleinden. De eiwitproducerende ribosomen zitten veilig elders in de cel. En het metaboloom blijkt uiterst flexibel, waardoor M. pneumoniae zich prima kan aanpassen aan sterk wisselende omstandigheden.

De vraag rijst uiteraard of hogere diersoorten ook veel ingewikkelder in elkaar zitten dan biologen tot nu toe aannemen.

bron: EMBL, NWO, naturenews