Voor het eerst is een bacterie ontdekt die overleeft dankzij zeldzame-aardmetalen zoals cerium. Hij vervangt er het calcium mee dat alle andere bekende soorten gebruiken, schrijven Nijmeegse onderzoekers in het tijdschrift Environmental Microbiology.

Laatste auteur Huub op den Camp vermoedt dat er veel meer van dit soort bacteriën bestaan, maar dat die nooit zijn ontdekt omdat de voedingsbodems van petrischaaltjes nu eenmaal nooit cerium bevatten.

De bacterie in kwestie heet Methylacidiphilum fumariolicum SolV. Het is een extreem zuurminnende soort, die zich voedt met methaan. Op den Camp en collega’s isoleerden hem in 2007 uit een vulkanische modderpoel in Italië, en kwamen er snel achter dat hij alleen wilde gedijen op water uit diezelfde modderpoel.

Vervolgens zijn ze zes jaar bezig geweest om vast te stellen wat er zo essentieel was aan dat water. Dat het iets anorganisch moest zijn was snel duidelijk: het water verhitten zodat alle organische componenten er uit werden gestookt, maakte niets uit. Ook stelde Op den Camp proefondervindelijk vast dat het niet een van de mineralen kon zijn, die in multivitaminen-en-mineralenpilletjes voor menselijk gebruik plegen te zitten.

Het antwoord bleek te schuilen in het methanoldehydrogenase-enzym van de bacterie. Normaal gesproken ontlenen zulke enzymen hun activiteit aan een calciumion als cofactor, maar met röntgenkristallografie werd vastgesteld dat in déze versie iets groters moest zitten. Uiteindelijk bleek het een methaal uit de groep der zeldzame aarden (lanthaniden) te moeten zijn.

Welk van de vijftien lanthanidenuit het periodiek systeem het precies is, lijkt niet zo veel uit te maken. Chemisch lijken al die elementen dan ook sterk op elkaar. Bij vergelijkende experimenten bleek cerium het beste te presteren, maar lanthaan, dysprosium en neodymium doen het ook.

De Nijmegenaren vermoeden dat deze bacterie is overgestapt op lanthaniden omdat zijn methanoldehydrogenases er beter door presteren. En waarschijnlijk is hij dan de enige niet. Zijn methanoldehydrogenase-gen blijkt helemaal niet zo bijzonder te zijn, en het zou best kunnen dat er veel meer lanthanide-afhankelijke bacteriën bestaan die tot nu toe simpelweg over het hoofd zijn gezien.

“Door nieuwe monsters te kweken met toevoegingen van lanthaniden, kunnen we dus misschien heel nieuwe soorten ontdekken. Die misschien wel net zulke nuttige eigenschappen hebben als anammox of onze methaanvreters uit het Twentekanaal”, aldus Op den Camp in een persbericht.

Het voor de hand liggende idee om met zulke bacteriën lanthaniden uit het milieu te verwijderen, ziet hij dan weer minder zitten. Zó veel cerium verbruiken ze nu ook weer niet.

bron: RU Nijmegen