Nieuwstaakverdeling bacteriekolonie

Van beveiliger tot voortplantingsexpert: ook bacterie verdeelt de taken

Wetenschappers hebben ontdekt dat een bacteriekolonie de taken onderling verdeelt: terwijl sommige delen zich bezighouden met zaken als voortplanting, werken andere zo hard om de kolonie te beschermen dat ze zelf bijna het loodje leggen. Dat schrijven Leidse onderzoekers deze week in vakblad Science Advances.

Binnen één kolonie Streptomyces coelicor ontstaat een grote diversiteit aan cellen, te zien aan de verschillende kleuren en vormen.Beeld Zheren Zhang

Deze ontdekking deden ze in de bacterie Streptomyces, die de helft van de antibiotica produceert die de mens gebruikt om ziekteverwekkers te bestrijden. Dat de bacterie de taken verdeelt, blijft voorlopig vooral een fundamenteel inzicht in de microbiologie, vertelt één van de hoofdonderzoekers, Daniel Rozen van de Universiteit Leiden. Maar meer kennis over hoe en waarom Streptomyces dat doet, is in de toekomst wellicht nuttig om meer antibiotica te kunnen maken voor gebruik in de kliniek, legt hij uit.

Behalve in het lab komt Streptomyces voor in kolonies in de bodem – ook in uw tuin of het park bij u in de buurt. Zo’n kolonie bestaat uit een netwerk van cellen waarvan sommige zich blijken te specialiseren in antibioticaproductie. Daarmee houdt de kolonie ongewenste indringers buiten de deur. Streptomyces regelt die specialisatie door zijn erfelijk materiaal zodanig te herordenen dat er cellen ontstaan die hele andere taken hebben dan de oorspronkelijke cellen waar ze van afstammen.

Antibioticaproductie is dan ook meteen het enige dat de gespecialiseerde cellen kunnen. Tot nu toe dachten wetenschappers dat alle cellen binnen een kolonie dezelfde functies hadden en allemaal evenredig bijdroegen aan antibioticaproductie: een gezamenlijke inspanning voor het algemeen belang dus.

Die gedachte ligt voor de hand: antibioticaproductie kost een cel namelijk veel energie en gezamenlijke grondstoffen, dus het is handig die inspanning te verdelen. Nu toonde de Leidse groep aan dat slechts een beperkt aantal cellen verantwoordelijk is voor de antibioticaproductie. Die cellen offeren zich op voor het voortbestaan van de groep: zelf verzwakken ze snel en sterven dan af, maar ze produceren samen zó veel antibiotica dat ze de hele kolonie kunnen beschermen. Dat is evolutionair gezien nuttig.

‘Sociaal’ gedrag

Dergelijk ‘sociaal’ gedrag dient om als kolonie te kunnen overleven, legt Rozen uit. Sociaal gedrag komt ook in het dierenrijk voor, zegt hij. Mieren en wespen hebben één koningin die eitjes kan leggen; de overige leden van de kolonie hebben ieder hun eigen taak en kunnen zich niet voortplanten. Bij Streptomyces zijn de cellen die antibiotica produceren daar ook niet toe in staat. Ook daarin lijkt Streptomyces dus op deze insecten.

Toby Kiers, hoogleraar evolutionaire biologie aan de VU Amsterdam en niet betrokken bij het onderzoek, vindt de resultaten fascinerend. ‘Het is dus niet ieder voor zich. Evolution is amazing ’, zegt de Amerikaanse.

Dat bacteriën met elkaar communiceren om gezamenlijk een taak uit te voeren, was al bekend. Zo kunnen sommige bacteriekolonies zich verplaatsen of gezamenlijk een slijmlaag aanleggen – dat glibberige randje onderaan uw douchegordijn. Dat is dan geen taakverdeling, maar een gezamenlijke inspanning. Of andere bacteriën dan Streptomyces ook de gezamenlijke huishouding verdelen, is nog niet bekend. ‘Maar het zou me niet verbazen’, zegt Rozen.

Lees meer:

Fossielen bewijzen groepsgedrag van 480 miljoen jaar geleden: Trilobieten in de rij

Veelkleurige bacteriën dienen als kunst: maak een zelfportret

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden