Voer koolstof-13 aan een gemeenschap van micro-organismen, stuur de eiwitten die ze aanmaken door de massaspectrometer, en je kunt niet alleen afleiden welke bacteriën het actiefste metabolisme hebben maar ook wie de producten van wie metaboliseert. Dat stellen onderzoekers van het UFZ-Umweltforschungszentrum in het Duitse Leipzig.

Het idee is uiteraard dat ¹³C net iets zwaarder is dan de gebruikelijke koolstofisotoop ¹²C. Je ziet dus de massa van de geproduceerde eiwitten oplopen naarmate er meer ¹³C in wordt verwerkt. Hoe actiever de producerende bacterie is en hoe verder hij vóóraan in de keten zit, hoe sneller je die massa ziet stijgen. Welk eiwit bij welke bacterie hoort, kun je dan weer afleiden door het DNA van die bacteriën te sequensen.

Een voordeel is dat ¹³C een stabiele isotoop is, zodat je bij de meting geen rekening hoeft te houden met radioactief verval. De methode heet dan ook ‘Protein SIP’ waarbij SIP staat voor Stable IsotopeProbing.

In een publicatie op de website van Molecular & Cellular Proteomics leggen de onderzoekers uit dat het in de praktijk allemaal een stuk ingewikkelder ligt. Ze hebben er een speciaal algoritme voor moeten ontwerpen, gebaseerd op wat ze zelf de ‘decimal place slope’-techniek noemen. Die maakt gebruik van het feit dat het massaverschil tussen ¹²C en ¹³C niet precies één Dalton is, maar 1,0033548378 Da. Naarmate er meer ¹³C-atomen in een eiwit worden ingebouwd, zal de massaspectrometer niet alleen hogere totale massa’s van de molecuulfragmenten laten zien, maar ook hele typische sprongetjes in de cijfers achter de komma. En dat laatste is nou net waar het nieuwe algoritme specifiek naar kijkt.

Uiteraard werkt deze strategie alleen met een uiterst gevoelige state-of-the-art massaspectrometer zoals een LTQ-Orbitrap, een Q-TOF of een Fourier transform ion cyclotron resonance-modelletje. Een paar jaar geleden zou je niet eens voldoende cijfers achter de komma hebben gekregen om er überhaupt aan te beginnen, geven de onderzoekers toe.