Illustratie Shutterstock In de natuur komen tal van stofwisselingsmechanismen voor. Sommige micro-organismen produceren tijdens de verbranding van hun voedsel methaan. Bij de archaea, de oudste micro-organismen, dacht men dat alle methaanvormers behoren tot de groep van de euryarchaeota. Maar het kan ook anders. Kejia Wu, uit de groep van microbiologe Diana Z. de Sousa, isoleerde er eentje in een totaal andere tak van de archaea.
Dat methaanvormende archaea ook buiten die ene groep voorkomen, werd al eerder gesuggereerd. Dat wil zeggen: uit meta-genoomstudies kon worden afgeleid dat de betrokken genen ook buiten de euryarchaeota voorkomen. Maar dat wil nog niet zeggen dat die genen nog functioneel zijn. Om dat aan te tonen moet je eerst zo’n archaeon isoleren en kweken. En dat is berucht moeilijk en tijdrovend.
Nature
Het team van De Sousa en haar Chinese collega Lei Cheng (Biogas Institute, Ministry of Agriculture and Rural Affairs) deed er zes jaar over om Methanosuratincolia petrocarbonis te isoleren. Een huzarenstukje, goed voor een publicatie deze zomer in Nature. Wu promoveert binnenkort op dit werk. De Sousa: ‘Zij doet een sandwich-PhD en was in China al een eind op weg toen ze bij ons in het lab kwam. Ik ben erg blij voor haar dat het is gelukt het archaeon in pure vorm te isoleren. Vaak lukt zoiets niet.’
Uit diverse testen blijkt dat het archaeon uitsluitend leeft op methaanproductie
Diana de Sousa, hoogleraar Microbiologie
‘Sterker nog, toen we de paper voor de eerste keer naar Nature stuurden, hadden we een co-cultuur met een bacterie en niet het zuivere archaeon’, vertelt De Sousa. ‘We hebben veel moeite gedaan om die twee te scheiden. Dat proces duurde lang. Wij willen zo’n archaeon isoleren uit zijn omgeving, maar vaak lukt dat niet omdat ze beter groeien samen met andere micro-organismen. Gelukkig is het nog voor de publicatie gelukt.’
Het archaeon in kwestie komt uit de Chinese olievelden van Shengli. Het strikt anaerobe micro-organisme leeft op waterstof en methanol, die het bij de ‘ademhaling’ omzet in methaan en water. Het archaeon heeft een doorsnee van een halve micrometer en is bolvormig. Uit diverse testen blijkt dat het uitsluitend leeft op methaanproductie. ‘Het zet geen andere substraten om’, zegt De Sousa. ‘Op basis van genoomdata werd daarover wel gespeculeerd.’
Het is belangrijk dat je theorie kunt bewijzen en daarvoor moet je micro-organismen isoleren en kweken
Diana de Sousa, hoogleraar Microbiologie
De succesvolle kweek en isolatie ziet De Sousa als ‘een overwinning’. ‘In de eerste plaats is het belangrijk dat we nieuwe organismen ontdekken. Vooral als die taxonomisch gezien verschillend zijn van wat we al kennen. Dat ontdekken gebeurt tegenwoordig via genomics. Maar dat is theorie, het is ook belangrijk dat je die theorie kunt bewijzen. En daarvoor moet je micro-organismen isoleren en kweken.’
Dat isoleren en het kiezen van de juiste kweekomstandigheden, is volgens De Sousa vooral een kwestie van proberen. Daarbij komt dat veel archaea trage groeiers zijn. ‘Vooral anaerobe soorten. Met die van ons moesten we gewoonlijk 3 tot 4 weken wachten voordat we een cultuur hadden. En er zijn heel veel herhalingen nodig om zo’n cultuur vervolgens zuiver te krijgen.’ Dat werk moet bovendien strikt anaeroob gebeuren. ‘Dat maakt het uitdagender, maar in Wageningen doen we dat al heel lang.’
Tegelijk
Het toeval wil dat De Sousa de primeur moet delen met de groep van Ronald Hatzenpichler van de Montana State University. ‘Twee jaar terug op een conferentie zag ik een poster van een PhD-student over precies het werk waar wij ook mee bezig waren. Zij hebben ook een cultuur met methaanvormende archaea gekweekt. In overleg met hen en met Nature is besloten onze artikelen tegelijk te publiceren.’
