Stikstofoxide laat de mariene bacterie Vibrio harveyi geloven dat hij in een kolonie zit en zich ook als koloniebewoner moet gaan gedragen. Maar waarom is nog een raadsel, melden Amerikaanse onderzoekers in ACS Chemical Biology.

Dat ‘koloniegevoel’ heet officieel ‘quorum sensing’. Veel bacteriesoorten scheiden bepaalde signaalstoffen uit. Komt de signaalstofconcentratie in hun omgeving boven een bepaalde drempelwaarde uit, dan weet de bacterie dat er voldoende soortgenoten aanwezig zijnom serieus aan kolonievorming te gaan doen. Er worden dan genen geactiveerd die bijvoorbeeld zorgen voor biofilmvorming, of extra virulentie. Of, in het geval van V. harveyi, voor bioluminescientie: de kolonie licht blauw op.

Tot nu toe waren bij deze soort drie ‘quorum sensing’-mechanismes gevonden. Die werken alledrie met tamelijk grote en ingewikkelde signaalmoleculen: respectievelijk een cyclisch aminozuur, een boorhoudende suiker en iets vetzuurachtigs.

Maar Elizabeth Boon (Stony Brook University) en collega’s ontdekten bij toeval dat een V.harveyi-kolonie in een petroschaaltje óók oplicht wanneer hij met stikstofoxide (NO) in aanraking komt. NO zou dus ook een quorum-sensingsignaal kunnen zijn.

Nadere bestudering van het DNA van V.harveyi leerde dat het inderdaad de code bevat voor een NO-receptoreiwit. Knipten ze de code voor dit eiwit genaamd H-NOX er uit, dan reageerde de bacterie niet meer op NO.

Even verderop bleek een gen te zitten dat codeert voor een nog onbekend eiwit dat verdacht veel leek op een bekende quorum sensing-receptor. Inderdaad bleek dat nieuwe eiwit H-NOX te kunnen binden, waarna het weer een ander eiwit kon fosforyleren dat in alledrie de bekende quorum-sensingmechanismes van de bacterie een rol speelt. Conclusie: NO is inderdaad quorum-sensingsignaal nummer vier.

Het gekke is alleen dat V.harveyi zelf geen NO lijkt aan te maken. Het gas moet elders vandaan komen. En daar kun je weer uit afleiden dat quorum sensing kennelijk ook door externe prikkels kan worden aangestuurd, in plaats van alleen maar door soortgenoten.

Wat dat betreft heeft Boon de zeedieren op het oog, die door V. harveyi worden geïnfecteerd. Dat zijn bijvoorbeeld garnalen, en daarvan is bekend dat ze stikstofoxide afscheiden om zich de bacteriën van het lijf te houden. Er zijn immers nog veel meer bacteriële biochemische routes die door NO worden beïnvloed.

Bij V.harveyi zou deze verdedigingstactiek dus averechts werken. Die NO laat de branieschoppertjes immers denken dat ze met een grote club zijn, en dat ze zich kunnen permitteren om extra virulent te worden. Wat dan weer erg vervelend is voor die garnaal.

bron: C&EN