Diepzeekoralen onthullen onbekende bacteriën met extreem kleine genomen en verrassende overlevingsstrategieën

AmsterdamNieuw Bacteriegeslacht Ontdekt in Diepzeekoraal

Een groep onderzoekers uit Duitsland en de Verenigde Staten, onder leiding van Professor Iliana Baums en Dr. Samuel Vohsen, heeft twee nieuwe soorten bacteriën ontdekt in diepzeekoraal in de Golf van Mexico. Deze bacteriën zijn uniek omdat ze voorheen onbekend waren en een veel kleiner genoom hebben dan gebruikelijk. Ze behoren tot de mollicutes-klasse, die vaak in verband wordt gebracht met parasieten. Deze vondst introduceert een nieuwe familie binnen deze klasse, genaamd Oceanoplasmataceae.

De bacteriën Oceanoplasma callogorgiae en Thalassoplasma callogorgiae: Bekend om hun uitzonderlijk klein aantal genen De bacteriën Oceanoplasma callogorgiae en Thalassoplasma callogorgiae zijn opmerkelijk vanwege hun zeer beperkte genetische set.

Oceanoplasma callogorgiae heeft 359 genen, terwijl Thalassoplasma callogorgiae er 385 heeft. Ter vergelijking: Escherichia coli bevat meer dan 4.000 genen en mensen hebben ongeveer 21.000 genen.

Deze microben zijn fascinerend omdat ze, in tegenstelling tot de meeste levende wezens, geen koolhydraten kunnen gebruiken als energiebron. In plaats daarvan zijn ze volledig afhankelijk van het aminozuur arginine, dat ze van het gastcoral krijgen. Hoewel de afbraak van arginine hen slechts minimale energie oplevert, slagen deze bacteriën erin te overleven en zich goed te handhaven. Deze situatie roept de vraag op welke fundamentele metabolische behoeften en aanpassingen noodzakelijk zijn om te overleven in omgevingen waar energie schaars is.

Lees ook:

Vandaag · 09:06

Onderzoek: kunnen pijporgels muziek natuurlijk stemmen en de concertervaring verbeteren?

Deze ontdekking is van belang omdat het onze kijk op de samenwerking van levende wezens in uitdagende omgevingen verandert. We begrijpen nog niet precies hoe deze relatie in elkaar steekt. Het lijkt erop dat deze bacteriën essentiële voedingsstoffen van de koralen ontvangen, maar ze zouden de koralen ook kunnen helpen om zelf voedingsstoffen op te nemen of hen beschermen tegen ziektes.

Diepzeekoralen hebben speciale aanpassingen ontwikkeld om te overleven in gebieden met weinig licht en voedingsstoffen. In tegenstelling tot tropische koralen, die steun krijgen van algen, vertrouwen deze koralen mogelijk op bacteriën voor hun voeding. Een manier waarop dit gebeurt, is dat bacteriën arginine afbreken om stikstof vrij te maken, wat bijdraagt aan het overleven van de koralen.

De onderzoekers ontdekten dat bacteriën in koraal gebruikmaken van CRISPR/Cas-systemen, die meestal bekendstaan om genetische modificatie. Deze systemen zouden de bacteriën kunnen helpen om het koraal te beschermen tegen schadelijke microben. Dit suggereert dat de bacteriën meer doen dan alleen het koraal schaden; ze zouden een positieve rol kunnen spelen in het verdedigingssysteem van het koraal, wat wijst op een heilzame relatie.

Hoogleraar Baums richt haar onderzoek op hoe koralen in verschillende omgevingen kunnen overleven. Zij is van mening dat bepaalde bacteriën cruciaal zijn om te begrijpen hoe koralen zich ontwikkelen en aanpassen. Het onderzoek, uitgevoerd met andere instellingen, zou belangrijke inzichten kunnen bieden in fundamentele genetica en hoe koralen met deze bacteriën in de diepzee overleven.