Bacillus subtilis.
Foto Shutterstock Bacteriën passen zich aan stress zoals hitte aan, door een afweer in gang te zetten. Centraal in die aanpassing staat het eiwit Sigma B. Dat eiwit stuurt een leger aan eiwitten op pad om de stress tegen te gaan. Dat doet het door de genen voor die eiwitten aan te jagen. Maar het eiwit doet nog veel meer.
Dat ontdekte promovendus Claire Yeak. Zij onderzocht het uitgebreide takenpakket van Sigma B in bacteriën van de bacillus-familie door in het genoom van Bacillus subtilis te speuren naar bindingsplekken voor Sigma B. Door op specifieke plekken op het genoom te binden, worden genen ingeschakeld die zorgen voor de aanmaak van gewenste eiwitten.
Landingsplek
Die landingsplek voor Sigma B bestaat uit een stukje genetische code van ongeveer veertig baseparen. Yeak doorzocht het genoom van Bacillus op de aanwezigheid van die sequentie. ‘Als je die vindt, is het waarschijnlijk dat Sigma B daaraan kan binden, wat duidt op een mogelijke rol van het eiwit.’ Yeak vond zo 156 nieuwe bindingsplaatsen voor Sigma B.
Daarmee werd het totale pakket aan genen dat door Sigma B wordt aangestuurd uitgebreid naar meer dan 500 genen. Vervolgens toonde ze aan dat het hier ook echt om schakelaars gaat die genen aanzetten, al of niet in stressvolle omstandigheden. Ze ontdekte zo niet-stressgerelateerde functies van Sigma B, zoals de controle over nutriëntengebruik en het zwemgedrag van Bacillus.
Toxisch
Bacillus subtilis en het zusje Bacillus licheniformis worden veel gebruikt in de biotechnologie om enzymen te maken. Maar ze maken ook surfactine en lichenysine, stoffen die membranen van plantaardige en dierlijke cellen kunnen vernietigen. Dat roept vragen op of hun aanwezigheid in voedingsmiddelen zoals melk wel veilig is. Yeak ontdekte dat Sigma B (indirect) bij de productie van enzymen is betrokken en dat die stoffen ook toxisch zijn voor de mens.
In milde omstandigheden zijn bacteriën moeilijker te doden. Sterker nog, hun stresssysteem wordt dan juist ingeschakeld en verschaft hun bescherming
Claire Yeak
De precieze rol van lichenysine is overigens onduidelijk. Mogelijk doden ze concurrenten van Bacillus, oppert Yeak. ‘Maar waarom zijn ze niet toxisch voor de bacterie zelf? Onze hypothese is dat de productie van lichenysine in kleine hoeveelheden Sigma B activeert en zo de bacterie beschermt tegen dodelijke stress. En dat is iets om rekening mee te houden.’
Mild bewerkt voedsel
‘Consumenten hebben tegenwoordig een voorkeur voor mild-bewerkt voedsel’, licht Yeak toe. ‘In die milde omstandigheden zijn bacteriën moeilijker te doden. Sterker nog, hun stresssyteem wordt dan juist ingeschakeld en verschaft hun bescherming, blijkt uit mijn onderzoek naar lichenysine. Daar moeten we rekening mee houden bij het ontwerp van het maakproces.’
