Illustratie: Nicky Vermeer, Univorm Van bacteriën die in zee leven, weten we nog lang niet alles. Veruit de meeste zijn nog niet beschreven. Daan van Vliet zocht en vond bacteriën in de bodem van de Zwarte Zee, die een belangrijke rol spelen in de anaerobe (zuurstofloze) afbraak van zwavelhoudende stoffen. Hij promoveerde afgelopen week op een proefschrift hierover.
De Zwarte Zee is meer dan twee kilometer diep. Dat de bodem nog onbekende bacteriën op zou leveren, lag voor de hand. ‘Volgens mij heeft nog nooit iemand geprobeerd uit die bodem iets op te kweken’, zegt Van Vliet. ‘Het is moeilijk om op zo’n diepte aan monsters te komen en ze vervolgens anaeroob te houden.’ Hij nam de monsters zelf tijdens een expeditie in 2016 met het NIOZ-schip Pelagia.
De bacterie heeft zich duidelijk toegelegd op het afbreken van stoffen met sulfaatgroepen
Daan van Vliet, onderzoeker biokatalyse, Wageningen Food & Biobased Research
Van Vliet maakte kweken met diverse polysacchariden als voedingsbodem. ‘Er is een zwart gat wat de afbraak van die stoffen betreft.’ Een van die substraten is fucoidan, een polysaccharide die wordt gewonnen uit zeewier en sulfaatgroepen bevat. Fucoidan staat model voor een grote groep moeilijk afbreekbare, gesulfateerde polysacchariden die veel in het zeemilieu voorkomen.
De kweek leverde stamen van een nieuw geslacht op die Van Vliet de naam Pontiella gaf. Genetisch onderzoek liet zien dat de nieuwe bacteriën ‘ongekende aantallen’ van rond de vijfhonderd genen bevatten voor het maken van sulfatases (sulfaat-splitsende enzymen). Van Vliet: ‘De bacterie heeft zich duidelijk toegelegd op het afbreken van stoffen met sulfaatgroepen.’
Gereedschapskistje
‘Wij hebben maar één soort fucoidan gebruikt’, zegt Van Vliet. ‘Pontiella activeert hiervoor ongeveer honderd van de vijfhonderd sulfatase-genen. Die zijn samen met andere afbraak-genen als setjes in het DNA geordend. Zie het als een ANWB-busje, dat allerlei verschillende gereedschapskistjes aan boord heeft, waar-ie uit kan kiezen.’ Het palet aan fucoidan-verwerkende genen is mogelijk interessant voor toepassing in de biotechnologie.
Slijmstoffen
Ook interessant is geconstateerde slijmerigheid van de kweekculturen. Dat duidt er volgens Van Vliet op dat ze slijmstoffen uitscheiden, terwijl ze fucoidan of andere suikers afbreken. ‘In samenwerking met de TU Delft hebben we dat verder onderzocht. Het blijken exo-polymeren die lijken op stoffen die ons lichaam maakt voor ons kraakbeen.’
Dat laatste maakt de Pontiella’s volgens Van Vliet mogelijk interessant voor medische doeleinden. ‘Biotechnologen zijn bezig E-coli-stammen zo om te bouwen dat ze dit soort stoffen maken. Bijvoorbeeld om als medicijn te gebruiken voor verschillende toepassingen. Maar met E-coli lukt dat nog niet zo goed. Pontiella’s doen het van zichzelf, al is het in kleine hoeveelheden. Door deze bacteriën te bestuderen, kunnen we misschien bedenken hoe E-coli dit trucje beter zou kunnen doen.’
